近幾十年來，塑料、橡膠、合成纖維等聚合物材料及其制品得到蓬勃發(fā)展，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。但大多高聚物屬于易燃、可燃材料，燃燒時熱釋放速率大，熱值高，火焰?zhèn)鞑タ欤灰紫纾€會產(chǎn)生濃煙和有毒氣體，對環(huán)境以及人們的生命財產(chǎn)安全形成巨大威脅。這時，我們的主角阻燃劑登場了。

阻燃劑的類型

阻燃劑一般可分為有機(jī)阻燃劑和無機(jī)阻燃劑兩類。有機(jī)阻燃劑阻燃效果突出，適用范圍廣，一直受到廣泛的應(yīng)用，但它的缺點同樣突出，具有腐蝕性，燃燒時產(chǎn)生煙霧，同時伴有毒氣產(chǎn)生。而無機(jī)阻燃劑具有熱穩(wěn)定性相對較好，不產(chǎn)生腐蝕性氣體及毒氣，對環(huán)境友好。相比于有機(jī)阻燃劑，無機(jī)阻燃劑更加符合環(huán)保和消防安全的要求，無機(jī)阻燃劑也是近年來大家研究的重點，市場潛力巨大。

無機(jī)阻燃劑有氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鎂、三氧化二銻、四硼酸鈉等，其中氫氧化鋁是應(yīng)用最為廣泛的無機(jī)阻燃劑，它具有阻燃、消煙、填充的功能，尤其是經(jīng)過表面改性的超細(xì)氫氧化鋁，還可以提高材料的力學(xué)性能。

無機(jī)系阻燃劑阻燃效果對比

氫氧化鋁阻燃劑的優(yōu)勢

超細(xì)氫氧化鋁常溫下物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，燃燒時不會產(chǎn)生二次污染，白度高，具有優(yōu)良的色度指標(biāo)。且納米氫氧化鋁不僅可提高阻燃聚合物的有限氧指數(shù)，增加阻燃性能，且有助于改善聚合物制品的表面光潔度和力學(xué)、電學(xué)性能，增強(qiáng)其抗漏電、耐電弧和耐磨損能力。另外，氫氧化鋁與其它阻燃劑的復(fù)合使用效果十分理想，能與多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用、不揮發(fā)、無毒、無腐蝕性，且資源豐富、價格相對低廉，是一種應(yīng)用廣泛的無機(jī)阻燃劑。

氫氧化鋁阻燃劑的阻燃機(jī)理

1、吸熱作用：在200-350℃脫水加熱，抑制聚合物的溫度升高；

2、稀釋作用：在橡膠、塑料及樹脂等有機(jī)高聚物中填充后，使復(fù)合材料中可燃性物質(zhì)的濃度下降；另外，ATH受熱分解后放出的水蒸氣稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，可有效減緩或阻止燃燒；

3、覆蓋作用：氫氧化鋁脫水后在可燃物表面生成Al₂O₃保護(hù)膜，隔絕氧氣，可阻止繼續(xù)燃燒；

4、碳化作用：阻燃劑在燃燒條件下產(chǎn)生強(qiáng)烈脫水性物質(zhì)（過渡態(tài)氧化鋁），使塑料碳化而不易產(chǎn)生可燃性揮發(fā)物，從而阻止火焰的蔓延。

氫氧化鋁粉體的制備

氫氧化鋁粉體的一般制備方法有物理方法和化學(xué)方法，物理法就是通過球磨機(jī)、振動磨、氣流磨等的粉碎，使氫氧化鋁固體料塊或粒子發(fā)生變形而破裂，產(chǎn)生更細(xì)微的顆粒，隨后根據(jù)需要再通過表面改性提升性能。該工藝一般以氧化鋁廠粗顆粒氫氧化鋁為原料，經(jīng)氣流磨解聚和氣流分級處理制備超細(xì)ATH。物理法具有成本低、產(chǎn)量大、流程簡單的特點，但產(chǎn)品粒度分布范圍較寬，一般在5-15?，顆粒形貌不規(guī)整，其白度及純度取決于氫氧化鋁原料，適用于對產(chǎn)品純度、粒度和形貌要求較低的領(lǐng)域。

化學(xué)法則包含有種分法、溶膠-凝膠法、沉淀法、水熱合成法、碳分法等。傳統(tǒng)制備超細(xì)氫氧化鋁一般采用種分或碳分法，種分法制備超細(xì)氫氧化鋁的關(guān)鍵前提是所用的晶種必須粒度細(xì)，具有較高的表面活性，才能使種分過程中的分解速度快，減少較細(xì)粒子的附聚，得到粒度細(xì)的氫氧化鋁產(chǎn)品，而超細(xì)的晶種制備無論是研磨、分級或加碳酸鈉反應(yīng)對于工業(yè)化生產(chǎn)來說都存在著工藝流程復(fù)雜、技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格、成本高等各種困難。碳分法生產(chǎn)超細(xì)氫氧化鋁過程，碳分速度過快，易產(chǎn)生膠體，粒度容易增大，難以得到粒度范圍分布窄的超細(xì)氫氧化鋁。但隨著行業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展，國內(nèi)無機(jī)系阻燃劑生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)實力不斷增強(qiáng)，產(chǎn)品穩(wěn)定性、應(yīng)用性能等指標(biāo)表現(xiàn)良好，與國際先進(jìn)水平的差距不斷縮小，實現(xiàn)了無機(jī)系阻燃劑的進(jìn)口替代。

超細(xì)氫氧化鋁阻燃劑發(fā)展趨

1.超細(xì)氫氧化鋁的超微細(xì)化。氫氧化鋁的超微細(xì)化增加了氫氧化鋁的表面積，使粒子表面蒸氣壓降低，明顯增強(qiáng)阻燃效果，同時提高材料制品的力學(xué)性能和耐熱性能。

2.超細(xì)氫氧化鋁的高純化。超細(xì)氫氧化鋁在結(jié)晶過程中夾雜的氧化鐵和氧化鈉等雜質(zhì)造成下游產(chǎn)品的絕緣性能降低，另外氧化鈉還影響氫氧化鋁的初始熱分解溫度。氧化鈉含量越低，產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性越好，產(chǎn)品具有更好的加工性能。因此超細(xì)氫氧化鋁化學(xué)成分的高純化，盡可能減少超細(xì)氫氧化鋁中的雜質(zhì)，成為一種趨勢。

3.超細(xì)氫氧化鋁的晶體形貌一致化和粒度分布集中化。氫氧化鋁顆粒的晶體形貌影響產(chǎn)品的填充性能和應(yīng)用性能，不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的形貌有不同要求，大多數(shù)行業(yè)需要表面光滑、球形度高的氫氧化鋁產(chǎn)品，而有一些行業(yè)需要采用片狀氫氧化鋁，還有一些行業(yè)希望添加纖維狀的氫氧化鋁來提高復(fù)合后產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和阻燃性能。因此，高度一致化的形貌特征成為追求的目標(biāo)。

參考來源：

我國超細(xì)氫氧化鋁的發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望_任云翔

粉體圈 桔岸

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