論氫氧化鋁表面改性的重要性

       氫氧化鋁作為無(wú)鹵阻燃劑的代表物之一，其憑借著自身抑煙、阻燃、無(wú)毒、不揮發(fā)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在聚合物阻燃領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他阻燃劑。然而，氫氧化鋁與有機(jī)聚合物在物理形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)上極不相同，二者相容性差異大，極大限制了氫氧化鋁在聚合物中的應(yīng)用。段金鳳等通過(guò)研究氫氧化鋁改性前后對(duì)橡膠性能的力學(xué)性能及阻燃等級(jí)的影響，說(shuō)明粉體表面改性的重要性。

1、未改性氫氧化鋁對(duì)橡膠性能的影響

      實(shí)驗(yàn)基材天然膠100份；炭黑N22035份；氧化鋅6份；硬脂酸2份；硫磺2.4份；其他助劑3.2份，在試驗(yàn)基本配方中加入不同添加量的超細(xì)氫氧化鋁，其余組份保持不變，硫化膠試樣的各項(xiàng)力學(xué)性能及阻燃性能的變化如下表：

      從上表看出，在該配方體系中，隨超細(xì)氫氧化鋁添加量的增大，硫化膠力學(xué)性能呈現(xiàn)明顯的下降，拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率及撕裂強(qiáng)度均下降，相對(duì)體積磨耗量增大，耐磨性能變差。而硫化膠氧指數(shù)隨超細(xì)氫氧化鋁添加量的增大得到提升，在一定范圍內(nèi)，氫氧化鋁添加量每增大30份，硫化膠氧指數(shù)約增大2個(gè)單位。阻燃性能主要依靠加入的超細(xì)氫氧化鋁來(lái)實(shí)現(xiàn)，氫氧化鋁添加量越大，硫化膠燃燒時(shí)氫氧化鋁分解吸收的熱量越多，并且產(chǎn)生的結(jié)晶水越多，進(jìn)而更好的稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，提高氧指數(shù)及阻燃性能。但隨著氫氧化鋁填加量的增大，無(wú)機(jī)成份所占比例增大，含膠量降低，在受到外力作用時(shí)硫化膠中交聯(lián)鍵間協(xié)同能力減弱，導(dǎo)致力學(xué)性能下降。

        為改善氫氧化鋁同聚合物之間的相容性，通常需要采用偶聯(lián)劑對(duì)超細(xì)氫氧化鋁進(jìn)行表面處理。

2、改性超細(xì)氫氧化鋁對(duì)橡膠性能的影響

      在上述試驗(yàn)基本配方中加入150份經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理后的超細(xì)氫氧化鋁。硅烷偶聯(lián)劑添加量分別為超細(xì)氫氧化鋁質(zhì)量的0、1%、1.5%、2%、2.5%、3%，其余組份保持不變，硫化膠的力學(xué)性能及阻燃性能變化如下表所示：

      從上表中看出，雖然硅烷偶聯(lián)劑添加量對(duì)超細(xì)氫氧化鋁的阻燃性能提升不明顯，硫化膠氧指數(shù)基本保持在30%左右，垂直燃燒均能達(dá)到阻燃FV－0級(jí)別。但對(duì)氫氧化鋁力學(xué)效果有了明顯改善，具體表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率先提升后下降，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑添加量為1.5%時(shí)，改性超細(xì)氫氧化鋁應(yīng)用效果最好，拉伸強(qiáng)度能達(dá)到13.10MPa，扯斷伸長(zhǎng)率達(dá)到286.83%。即在一定范圍內(nèi)，硅烷偶聯(lián)劑添加量對(duì)改性超細(xì)氫氧化鋁應(yīng)用效果的改善主要體現(xiàn)在力學(xué)性能方面，同時(shí)在阻燃性能、氧指數(shù)方面變化較小。

      因此，為了使橡膠兼具優(yōu)異的阻燃性能、氧指數(shù)及力學(xué)性能，一定要對(duì)氫氧化鋁等無(wú)機(jī)阻燃劑進(jìn)行表面改性。如上文所見(jiàn)，粉體處理劑的量不是越多越好，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。金戈新材可根據(jù)您的應(yīng)用要求對(duì)氫氧化鋁進(jìn)行特定的表面處理，有需求可拔打0757-87572711，將有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員與您對(duì)接。

參考來(lái)源:

[1]段金鳳等.超細(xì)氫氧化鋁對(duì)天然橡膠性能影響的研究