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氧化铝的精细化及其在无卤化阻燃技术中的应用

汪金桥

提要在无卤化阻燃技术中，氢氧化铝的精细化(微粉化，高纯化，表面活性化)以及

协同效应，可使其阻燃性能明显提高，发展前景广阔。

关键词氢氧化铝，微粉化，高纯化，表面活性化，协同效应，无卤化阻燃技术

ProcessAnticorrosionontheDomeofAtmosphericandVacuumColumns

WangQinna

(BejingUniversityofChemicalTechnology,Beijing,100029)

ZhuangSuoliang，ZhangMaosheng

(BeijingYanShanPetrochemicalCorporation，Beijing，102503)

AbstractThepapergivesabriefaccountoftheprocessanticorrosiononthedomeof

atmosphericandvacuumcolumnssincethe1970s,andalsopointoutthedirectionofanticorrosion

researchinthefutureinchina.

Keywordsatmosphericandvacuumcolumns,anticorrosion,neutralagentinhibitor

随着人们的安全和环保意识的日益增强，世界各主要国家都制定了严格的阻燃标准和法

规。最近10余年来，无卤化阻燃技术的研究与开发取得了长足的进展。

水合金属化合物(例如氢氧化铝)在无卤化阻燃剂中占有举足轻重的地位。为了达到阻燃

目的，往往需要大量填充，这样一来，势必影响阻燃材料的力学性能和加工特性。因此，通

过精细化(微粉化，高纯化，表面活性化)和协同效应来提升氢氧化铝的品质就尤为重要。

1氢氧化铝的阻燃特性

氢氧化铝又称三水合氧化铝(ATH)，兼具填充、阻燃、抑烟等多重功能，是用量最大的

安全卫生型无机阻燃剂。

ATH在245～320℃范围内已基本上完成了脱水反应，释放出3分子结晶水，吸收潜热，

降低温度，即阻燃技术中的“冷却技术”。同时，产生的大量水蒸气又能稀释可燃气体；分解

生成的Al2O3与其他炭化物一起形成一道阻燃屏障，减小烧蚀速率，防止火焰蔓延。

ATH的另一突出功能是其抑烟效应。添加ATH的甲基丙烯酸系树脂，其烟浓度随ATH

添加量的增加而呈线性减少。当添加100phr时，制品的发烟量仅为纯树脂的1/12。在软聚

氨酯泡沫中添加氢氧化铝的低发烟效应如图1所示［1］。

应当指出，氢氧化铝的阻燃能力不是太强，需要高填充，才具阻燃性，这样必然影响材

料的物理机械性能。因此，必须对氢氧化铝进行物理或化学改性，改变其聚结状态与表面特

征，使之高功能化。

图1软聚氨酯泡沫中ATH的低

发烟效应(NBS法)

一般说来，由于氢氧化铝的有效使用温度范围较低，故而适用于加工温度较低的树脂，

如PE、PP、PVC、PU软质泡沫、环氧树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂和ABS树脂等。

2氢氧化铝的精细化

文献［2］提出了水合金属化合物的改性技术。为了抑制共混物粘度增大，提高水合物

的脱水温度，改善阻燃材料的机械强度和降低吸水性，必须采取下述对策。

2.1微粉化

阻燃填充剂的粒度与制品的性能有着密切的关系。因为阻燃作用的发挥是由化学反应所

支配的，故而等量的阻燃剂，其粒径愈小，比表面积就愈大，阻燃效果就愈好，如图2所示。

图2ATH的平均粒径与阻燃特性［2］

氢氧化铝是典型的极性无机材料，与有机聚合物特别是非极性聚烯烃的亲和性差，界面

结合力小，导致以其为阻燃剂的复合材料的加工工艺性和物理机械性能下降。超细粒度的

ATH，由于增强了界面的相互作用，可以更均匀地分散在基体树脂中，从而能更有效地改善

共混料的力学性能。例如，在EEA树脂中添加等量(100phr)ATH时，ATH的平均粒径越小，

共混料的拉伸强度就越高［3］，见图3所示。

张秋禹等［4］在LDPE/EVA(70/30)中填充80phrATH，ATH经研磨(500目)的体系，其

氧指数为23，比未研磨的21.5高。