我想说说关于用金属氢氧化物阻燃的思考！

tjh512

随着社会对环保意识的增强，对无卤阻燃的越发迫切， 很多人自然想到金属氢氧化物，比如氢氧化镁，氢氧化铝（ATH。但是因为用无机阻燃剂通常需要高填充，才能达到阻燃作效果，但是这对橡胶的物理机械性嫩影响很大!　所以不得不放弃而求其次。。
         现在我们来看看ATH的阻燃机理：　氢氧化铝受热后，三个结晶水会在三个不同的温度下释放。氢氧化铝的阻燃机理可以归纳为：其一，填充氢氧化铝，使可燃性高聚物的浓度下降；其二，氢氧化铝吸热后脱水，水汽化为水蒸气吸收聚合物燃烧所放出的热，抑制聚合物的温度升高，稀释可燃性气体和氧的浓度，阻止燃烧反应继续进行；其三，氢氧化铝脱水后可在可燃物表面生成Al2O3隔热层，阻止聚合物与氧接触，起到阻燃作用。
　　　从阻燃机理我们看到，ATH 要起到阻燃作用就必须要有足够高的温度，使氢氧化铝释放结晶水，分解吸热，　而在这个温度下很多橡胶分子已经开始软化，分解，气化，燃烧。如果橡胶不燃烧，产生足够的温度，是金属氢氧化物分解，那么阻燃只有阻燃机理中第一点是高聚物的浓度下降，在起作用！ 说到这里不知道你想到没有，就是说，金属氢氧化物只是在聚合物已经燃烧的过程中，阻燃效率最大， 也就是说要是金属氢氧化物发挥很好的阻燃作用，就必须有很高的温度（ 聚合物烧起来）， 常常聚合物燃烧放出大量的热，即使金属氢氧化物分解吸热也不能大大降低聚合物温度（除非很大量）。对于阻燃机理中的第三点，所起的作用也是不大的，因为聚合物燃烧过程是，先分解，再气化，然后燃烧。 金属氢氧化物分解后的产物氧化铝， 不是很致密的，聚合物分解的气体一样能穿过。 所以，很多人认为金属氢氧化物的阻燃效率很低。
   难道金属氢氧化物，注定是可遇不可求的阻燃剂！！   NO ！   我们在仔细看看它的阻燃机理， 可以发现金属氢氧化物既然是在聚合物燃烧过程中阻燃效率高，在没有燃烧前就跟泥土一样（只将聚合物稀释） ， 还有产物不能结碳，形成致密的覆盖物。 所以选择能阻止聚合物着火温度（需要跟多的热量来点燃)的阻燃剂,当然最好是无卤的， 这里我们知道磷系阻燃剂，比如红磷，就是在聚合物燃烧前具有很好的阻燃作用（分解温度低，吸很大的热） ，分解产物成酸性，这可以促进金属氢氧化物的分解，也利于成碳作用，使氢氧化铝ATH分解产物更致密。  
# U- k  c4 Z2 o# }4 R   金属氢氧化物与红磷，单独用于聚合物阻燃的效果，都不是很理想，我们知道红磷本身就是一种可燃物， 但是他们用于一起，就能起到协同阻燃作用。  这就像找对象，不要找跟自己类似的伴侣，要找跟自己能互补的伴侣，  两个人互补型的夫妻常常会更幸福， 婚姻也更稳定， 因为彼此需要嘛！！
所以我想说，不是金属氢氧化物阻燃效果不好，只是你没有给他找个好伴侣！！！
   当然，有人可能会说我上面说绝不是纸上谈兵，  这是我一年前，做阻燃研究的心得，我就是利用这个理论思考，成功做成很理想的无卤低烟阻燃EPDM, 现看到能多人做无卤阻燃橡胶时，有意回避金属氢氧化物，所以 与胶友们分享我的经验和思考心得，算是对STO 的回报！

剑走偏锋

谢谢楼主分享实验心得。支持原创！

贺春江

不过，他们也有缺点。金属氢氧化物对配方的材料的老化性有不利影响。一般加了它们 老化都变差
无论是S还是DCP体系 无论EPDM还是硅胶。
( A1 p/ C6 n2 J很多研究论文没有提及这点，当然也许他们的产品没这方面的要求。

wilson_wx

楼主写的很好，只是，如果更具体一点就好了

syjiangyong

从成本考虑,可以用氢氧化镁来取代氢氧化铝
我做了对比试验,没有发现阻燃性能有明显的差异
* H! D; s4 H. V/ f) c0 N我的使用量是氢氧化镁120份     红磷 10份
氧指数是31              烟密度 20以下

lhx0309

楼主的方法和我以前的用法相同，我也比较赞同这么做。

along2005

写得很好，谢谢楼主。

tjh512

原帖由 贺春江 于 2010-5-15 06:26 发表

                               
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不过，他们也有缺点。金属氢氧化物对配方的材料的老化性有不利影响。一般加了它们 老化都变差
无论是S还是DCP体系 无论EPDM还是硅胶。
  x7 c4 o0 U% @3 k; L很多研究论文没有提及这点，当然也许他们的产品没这方面的要求。

; Y2 V6 x8 O# k7 e1 h; a) x你说得对，金属氢氧化物对材料的老化有影响，有多大影响没有研究过，我知道红磷对材料老化性能影响很大，不能多加！  至于如何解决，这得请各位大师探讨下。。。
5 L/ h  I, g4 y5 H4 u3 n新增：
谢谢支持，帖子是我晚上写的，写得很仓促，急着睡觉，匆忙发表了， 自己发现很多地方没有表达清楚， 但是已经不能再编辑了！　　呵呵　，惭愧！！
3 P! G+ x* \# {+ C8 t新增：
3 x! Y: s- y8 c- P/ Z9 U% y; J谢谢支持，帖子是我晚上写的，写得很仓促，急着睡觉，匆忙发表了， 自己发现很多地方没有表达清楚， 但是已经不能再编辑了！　　呵呵　，惭愧！！

rubber猎人

楼主的实践主义值得学习，
金属氧化物对老化有影响应该跟它们的纯度有关系！

清高

国外很多采用可膨胀石墨并用红磷再加上一定量氢氧化物的较多。楼主这类试验有没做过。