Warum ist das flammhemmende „Aluminiumhydroxid“ so großartig?

Warum ist das flammhemmende „Aluminiumhydroxid“ so großartig?

I. Was ist ein Flammschutzmittel?

Flammschutzmittel ist ein spezieller Zusatz zur Verbesserung der Verbrennungsleistung brennbarer und brennbarer Materialien, der das Material flammhemmend, selbstverlöschend und rauchbeseitigend machen und die sichere Verwendung von Materialien wirksam verbessern kann. Flammschutzmittel werden im Allgemeinen in organische Flammschutzmittel und anorganische Flammschutzmittel eingeteilt. Organische Flammschutzmittel werden aufgrund ihrer hervorragenden flammhemmenden Wirkung und ihres breiten Anwendungsspektrums häufig eingesetzt. Zu seinen Nachteilen zählen jedoch auch auffälliger, ätzender, brennender Rauch, begleitet von giftigen Gasen.

Anorganische Flammschutzmittel weisen eine relativ gute thermische Stabilität auf, erzeugen keine korrosiven und giftigen Gase und belasten die Umwelt weniger. Im Vergleich zu organischen Flammschutzmitteln entsprechen anorganische Flammschutzmittel eher den Anforderungen des Umweltschutzes und des Brandschutzes. Anorganische Flammschutzmittel standen in den letzten Jahren im Mittelpunkt der Forschung und haben großes Marktpotenzial. Zu den anorganischen Flammschutzmitteln gehören Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Antimontrioxid, Natriumtetraborat usw. Unter diesen ist Aluminiumhydroxid das am häufigsten verwendete anorganische Flammschutzmittel, das die Funktionen Flammschutzmittel, Rauchbeseitigung und Füllstoff hat, insbesondere das ultrafeine Aluminiumhydroxid nach der Oberflächenmodifizierung, und es kann auch die mechanischen Eigenschaften von Materialien verbessern.

II. Vorteile des Flammschutzmittels Aluminiumhydroxid

Obwohl das Brom-Flammschutzmittel in organischen Flammschutzmitteln die Vorteile einer hohen Flammschutzwirkung, einer geringen Additivmenge, eines breiten Anwendungsbereichs usw. aufweist, hat die Entwicklung und Verwendung anorganischer Flammschutzmittel, um dem Entwicklungstrend von hohem Flammschutzmittel, geringem Rauch und Unbedenklichkeit auf dem Flammschutzmittelmarkt gerecht zu werden, nach und nach immer mehr Unterstützung durch den Booster erhalten.

Ultrafeines Aluminiumhydroxid weist bei Raumtemperatur stabile physikalische und chemische Eigenschaften auf, erzeugt beim Verbrennen keine Sekundärverschmutzung, weist einen hohen Weißgrad und einen hervorragenden Chromatizitätsindex auf. Und Nanoaluminiumhydroxid kann nicht nur den begrenzten Sauerstoffindex von flammhemmenden Polymeren verbessern, die flammhemmenden Eigenschaften erhöhen und dazu beitragen, die Oberflächenbeschaffenheit von Polymerprodukten sowie die mechanischen und elektrischen Eigenschaften zu verbessern, sondern auch deren Leckagebeständigkeit, Lichtbogenbeständigkeit und Abriebfestigkeit verbessern. Darüber hinaus ist die kombinierte Verwendung von Aluminiumhydroxid und anderen Flammschutzmitteln sehr ideal und es handelt sich um eine Art anorganisches Flammschutzmittel mit breiten Perspektiven.

III. Flammhemmender Mechanismus von Aluminiumhydroxid

Der flammhemmende Mechanismus von Aluminiumhydroxid ist relativ komplex und besteht aus den folgenden zusammenwirkenden Mechanismen:

1. Reaktion und Wärmeaufnahme

Wie oben erwähnt, reagiert Aluminiumhydroxid mit Wärme unter Bildung von Aluminiumoxid und Wasser. Bei dieser Reaktion handelt es sich um eine wärmeabsorbierende Reaktion. Die Reaktionsformel lautet:

Bei diesem Prozess wird nicht nur Wärme absorbiert, um die Verbrennung von Polymeren zu verzögern, sondern auch der durch die Reaktion freigesetzte Wasserdampf verdünnt die brennbaren Gase und Sauerstoff, der auch an der kondensierten Phase der Reaktion beteiligt ist.

2. Verdünnung

Zusätzlich zu 1) kann der Wasserdampf die brennbaren Gase und den Sauerstoff verdünnen, da Aluminiumhydroxid auch eine füllende Rolle spielt, was zu einer Reduzierung des Polymers pro Volumeneinheit führt, und das Einfüllen von Aluminiumhydroxid spielt eine verdünnende Rolle.

3. Abdeckwirkung

Die Reaktion von Aluminiumoxid und anderen Karbiden bildet zusammen eine flammhemmende Barriere, die die Ausbreitung von Flammen verhindert.

4. Karbonisierung

Das Flammschutzmittel erzeugt unter Verbrennungsbedingungen stark dehydrierende Substanzen, wodurch der Kunststoff karbonisiert und nicht leicht brennbare flüchtige Stoffe entstehen kann, wodurch die Flammenausbreitung verhindert wird.

IV. Nachteile von Aluminiumhydroxid als Flammschutzmittel

Obwohl Aluminiumhydroxid im Bereich der Flammschutzmittel gute Leistungen erbringt, ist es nicht perfekt. Erstens ist bei der Verwendung von Aluminiumhydroxid als Flammschutzmittel in der Regel eine große Zugabemenge erforderlich, um die gewünschte Flammschutzwirkung zu erzielen, was die Kostenkontrolle zu einer Herausforderung macht. Zweitens kann die Zugabe großer Mengen Aluminiumhydroxid erhebliche Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften von Rohstoffen haben, wie z. B. eine Verringerung der Festigkeit und Zähigkeit des Materials, eine Erhöhung der Hygroskopizität des Materials usw., wodurch der Anwendungsbereich des Materials und die Leistungsausnutzung eingeschränkt werden.

V. Anforderungen an Aluminiumhydroxid in verschiedenen Branchen

Hervorragende Leistung, so dass Aluminiumhydroxid in einer Reihe von Industriezweigen gute Leistungen erbringt. Beim Einsatz in unterschiedlichen Branchen ergeben sich jedoch unterschiedliche Anforderungen an die Qualität.

1. EVA geschäumtes Material

Unter EVA-Schaumstoff versteht man das Schaumisolationsmaterial aus EVA und Polyethylen niedriger Dichte als Rohstoffe und andere Zusatzstoffe durch Formschaum oder Injektionsschaum. Da es gut für die Umwelt ist, wird es in vielen Innen- und öffentlichen Bereichen verwendet und stellt daher hohe Anforderungen an die Flammschutzleistung.

Das flammhemmende System des EVA-Schaummaterials verwendet im Allgemeinen ein einzelnes Aluminiumhydroxid, und die Zugabemenge erreicht etwa 60 %. Aufgrund der großen Zusatzmenge stellt es hohe Anforderungen an seine Stabilität und die Anforderungen an den PH-Wert für die Stabilität. Das Produkt darf keine Spuren von Verunreinigungen aufweisen, wodurch die Anforderungen an den Produktionsprozess von Aluminiumhydroxid sehr streng sind und der Preis auch höher ist als bei anderen nanoskaligen Produkten.

2. Silikonkautschukprodukt

Silikon-Spezial-Aluminiumhydroxid-Flammschutzmittel müssen sich einer Vielzahl von Silan-Oberflächenbehandlungen anschließen, grobe Partikel heraussieben und Verunreinigungen entfernen, damit das Pulver so weit wie möglich und die Kombination von Silikonkautschuk gut ist, keinen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften hat und gleichzeitig als Flammschutzmittel und Füllstoff mit doppelter Wirksamkeit fungiert. Darüber hinaus kann Aluminiumhydroxid allein verwendet werden und kann auch in Verbindung mit Stickstoff- und Phosphor-Flammschutzmitteln verwendet werden, wobei das spezifische Verhältnis gemäß der Formel hinzugefügt werden muss.

3. Tinte und Farbe

Tinte und Farbe sind wichtige Druckmaterialien, erstere werden hauptsächlich in der Druckindustrie verwendet, letztere dienen gleichzeitig als Schutz und Dekoration. Es gibt keine offensichtliche Grenze zwischen den beiden, und die Anforderungen an das Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid sind grundsätzlich dieselben, dh es muss eine geringe Ölaufnahme, keine Verunreinigungen, einen hohen Weißgrad, keine Ausfällung und andere Eigenschaften aufweisen.

4. TPU

TPU, chinesischer Name für thermoplastisches Polyurethan-Elastomer, das eine ausgezeichnete Hochspannung, hohe Zugfestigkeit, Zähigkeit und Alterungsbeständigkeit aufweist, ist ein ausgereiftes, umweltfreundliches Material. Die Partikelgröße von Aluminiumhydroxid, das TPU/TPE-Materialien zugesetzt wird, sollte zunächst unter 2,0 Mikrometer liegen und eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung aufweisen, damit es besser mit anderen Materialien integriert werden kann und die Verschleiß- und Reißfestigkeit des Materials erhöht.

Zweitens ist es notwendig, eine Oberflächenaktivierungsbehandlung für Aluminiumhydroxid durchzuführen, damit Aluminiumhydroxid eine gute Verbindung mit anderen Materialien herstellen kann. Gleichzeitig wird auch die Verarbeitungsfließfähigkeit von Aluminiumhydroxid verbessert, sodass Aluminiumhydroxid gleichmäßiger im Material verteilt werden kann, was zu einer guten flammhemmenden Wirkung führt.

VI. Herstellungsmethoden von Aluminiumhydroxid

Die Herstellungsmethode für ultrafeines Aluminiumhydroxid besteht aus einer physikalischen und einer chemischen Methode. Mit der physikalischen Methode ist in der Regel die mechanische Methode gemeint; Die chemische Methode umfasst die Impfmethode, die Sol-Gel-Methode, die Fällungsmethode, die hydrothermale Synthesemethode, die Kohlenstoffmethode, die Supergravitationsmethode und so weiter.

1. Mechanische Methode

Bei der mechanischen Methode wird das gewaschene und getrocknete Aluminiumhydroxid nicht-industrieller Qualität mithilfe einer Rührmühle und einer Luftstrommühle zu feinem ATH-Pulver zerkleinert und gemahlen. Das mit dieser Methode hergestellte ATH-Pulver hat eine unregelmäßige Form, eine grobe Partikelgröße und ist weit verteilt, im Allgemeinen im Bereich von 5–15 μm, mit schlechter Produktleistung. Das auf diese Weise hergestellte Aluminiumhydroxid wird bei der Herstellung von Drähten und Kabeln verwendet und ist in Bezug auf Verarbeitungsleistung, Duktilität und Flammschutzeigenschaften weitaus schlechter als das auf chemischem Wege hergestellte Aluminiumhydroxid. Obwohl die mechanische Methode einen einfachen Herstellungsprozess und geringe Versuchskosten aufweist, ist der Verunreinigungsgehalt des Produkts hoch und die Partikelgrößenverteilung nicht gleichmäßig, sodass sie nicht weit verbreitet ist.

2. Samentrennungsmethode

Der Kern der häufig verwendeten Impfmethode besteht darin, der vorbereiteten Natriumaluminatlösung ultrafeine ATH-Keime zuzusetzen, um so reineres und feineres ATH-Pulver herzustellen. Die Qualität des Saatguts ist ein wichtiger Faktor, der die Partikelgröße von ATH-Pulver beeinflusst.

3. Sol-Gel-Methode

Bei dieser Methode wird hauptsächlich durch Hydrolyse von Aluminiumverbindungen bei einer bestimmten Wasserbadtemperatur, Rührgeschwindigkeit und pH-Wert ein Aluminiumhydroxidkolloid erzeugt, das dann unter bestimmten Bedingungen in ein Gel umgewandelt wird und schließlich nach dem Trocknen und Mahlen eine kleinere Partikelgröße von Aluminiumhydroxidpulver erzeugt.

4. Niederschlagsmethode

Es gibt zwei Arten der Niederschlagsmethode: direkte und gleichmäßige Niederschlagsmethode. Unter Direktfällung versteht man die Zugabe eines Fällungsmittels zur Aluminatlösung unter bestimmten Bedingungen, um hochreines, ultrafeines Aluminiumhydroxid zu erzeugen. Während des Fällungsprozesses ist der Grad der Vermischung des Fällungsmittels mit der Lösung der entscheidende Faktor, der die Beschaffenheit des Endprodukts beeinflusst. Im Gegensatz zur Direktfällung weist die Methode der gleichmäßigen Fällung eine langsame Wachstumsrate auf.

5. Hydrothermale Synthesemethode

Hydrothermale Synthese ist eine Methode zur Herstellung von ATH durch Erhitzen eines geschlossenen Reaktionsgefäßes, sodass die Rohstoffe bei hoher Temperatur und hohem Druck in einem Medium aus organischen Lösungsmitteln umgesetzt werden.

6. Kohlenstofffraktionierung

Bei der Kohlenstofffraktionierungsmethode wird CO₂ durch Steuerung der Reaktionsbedingungen in eine Natriumaluminatlösung geleitet, um Aluminiumhydroxid herzustellen.

Abschluss:

Nachdem wir ein umfassendes Verständnis der vielen Vorteile von Aluminiumhydroxid-Flammschutzmitteln, des komplexen und effizienten Flammschutzmechanismus und der Anwendungsanforderungen in verschiedenen Branchen gewonnen haben, werfen wir einen Blick auf die von der YINSU Flame Retardant Company hergestellten Flammschutzmittel. Unser Unternehmen konzentriert sich auf die Forschung, Entwicklung und Produktion von Hochleistungsflammschutzmitteln. Aluminiumhydroxidprodukte haben ultrafeine Partikelgrößen, lassen sich leicht dispergieren und können besser mit anderen Materialien integriert werden, um eine bessere Flammschutzwirkung zu erzielen. Darüber hinaus hat YINSU Flame Retardant eine Reihe hochwirksamer Flammschutzlösungen entwickelt, um einige der potenziellen Nachteile von Aluminiumhydroxid zu beheben, wie z. B. eine ungleichmäßige Partikelgrößenverteilung oder eine unzureichende Verarbeitungsleistung. Diese innovativen Produkte verbessern nicht nur die Leistung von Aluminiumhydroxid, sondern eröffnen auch einen breiteren Raum für die Anwendung flammhemmender Materialien. Wenn Sie an leistungsstarken, umweltfreundlichen Flammschutzmitteln interessiert sind, ist YINSU Flame Retardant Company zweifellos Ihre vertrauenswürdige Wahl!