氢氧化铝新品种阻燃剂
近年来一直国内外在开发氢氧化铝新品种阻燃剂,氢氧化铝新品种阻燃剂主要包括:增加氢氧化铝粒子表面积即微细化及超微细化,使粒子表面水蒸气分压下降,可提高氢氧化铝耐热性能且使材料力学性能、阻燃效果明显增强,有试验表明同样配方情况下氢氧化铝平均粒径为5μm时、氧指数为28、粒径<1μm时、氧指数达到33。
氢氧化铝新品种阻燃剂Micrai1000和Micrai 1500,公称粒径分别为1.0μm、1.5μm,而且粒度分布范围窄且可改善注塑和挤塑加工工艺。
Hydrax系列氢氧化铝有5个品种,均有极窄的粒度分布范围。S-13超细氢氧化铝粒径在0.2~0.5μm间,粒度分布范围控制严格且硅含量低,同时还能与较大粒径的氢氧化铝混合,以提高装填密度和降低粘度。
氢氧化铝与热分解温度高的物质反应,可合成热分解温度介于两者之间的新品种,如氢氧化铝和碳酸钠的共晶体在300~350℃下分解放出水和二氧化碳,对氯化氢和烟有较强抑制作用,是PVC、聚烯烃的优良阻燃剂。
减少氢氧化铝中离子不溶物特别是氧化钠的含量,使之质量分数小于0.2%,如:日本轻金属(株)推出的高纯度氢氧化铝品种氢氧化铝含量大于99.9%,开发的新品种氧化钠含量低超微细化、比表面积大,电气性能优异,可在290℃下使用。
改进表面的新品种。氢氧化铝一般用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和硬脂酸(盐)等进行表面处理,国内这方面刚刚起步,国外已更进一步进行了新型特殊功能氢氧化铝表面改性剂的开发。用硅烷新工艺处理及有机硅酮包覆处理的氢氧化铝,在PP、PE中添加量达60~70%仍可很好加工,且对物性和阻燃性有提高。
添加无机增效剂的新品种。少量的阻燃增效剂可使氢氧化铝填充材料性能有明显的改善,如抑制滴落、改善机械性能。与氢氧化铝能起到协同作用的无机阻燃增效剂范围很广,主要有金属氧化物与硼酸锌、磷系化合物(红磷、磷酸酯)、硅系化合物、金属硝酸盐(硝酸铜、硝酸银)、聚磷酸铵等。
氢氧化铝(Aluminium hydroxide),化学式Al(OH)3,是铝的氢氧化物。氢氧化铝既能与酸反应生成盐和水又能与强碱反应生成盐和水,因此也是一种两性氢氧化物。化学式Al(OH)3,是铝的氢氧化物。由于又显一定的酸性,所以又可称之为铝酸(H3AlO3)。但实际与碱反应时生成的是四羟基合铝酸盐([Al(OH)4]-)。因此通常在把它视作一水合偏铝酸(HAlO2·H2O),按用途分为工业级和医药级两种。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯产品工艺
工业制法有三种:三氯氧磷与氯乙醇反应;三氯化磷与氯乙醇反应再氧化;三氯氧磷与环氧乙烷反应(工业常用方法)。
1、三氯氧磷和环氧乙烷以偏钒酸钠为催化剂,在50℃反应,反应物经中和、水洗、真空脱水脱低沸物,即得成品。也可用氯乙醇做原料,与三氯氧磷或三氯化磷反应来制造磷酸三(2-氯乙基)酯。
2、将326 kg三氯氧磷和1.0 kg偏钒酸钠投入反应釜中。充氮驱尽反应釜中的空气,在真空下通入650 kg环氧乙烷,于45~50 ℃下搅拌2~3h。蒸出过量的环氧乙烷后加碱中和至中性,水洗,真空脱水。得成品。
3.将三氯氧磷和偏磷酸钠投入反应釜中。充氮驱尽空气,在真空下通入环氧乙烷,于45~50℃下搅拌2~3h。蒸出过量的环氧乙烷后加碱中和至中性,水洗,真空脱水得成品。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯用途:
1.阻燃剂TCEP具有极佳的阻燃性,优良的抗低温性及抗紫外线性,其蒸气只能在225℃以上用明火直接点燃方可燃烧,但移走火源则即刻自熄。以本品为阻燃剂不但可提高被阻燃材料的材料级别,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗静电性。常用于阻燃以硝基纤维和醋酸纤维为基材的油漆涂料,不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛树脂等,也可用于软质聚氯乙烯的增塑阻燃剂。本品用于不饱和聚酯添加量为10%~20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚为原料)中可为10%左右,在软质聚氯乙烯中用作辅助增塑阻燃剂时为5%~10%。阻燃剂、铀、钍、钚、锝等稀有金属的分离溶剂或萃取剂。
2.本品广泛用于化纤织物、醋酸纤维素作阻燃剂,除具有自熄性外,还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性。一般用量5~10份。本品为合成材料的优良阻燃剂,兼具有良好的增型作用,广泛用于醋酸纤维素、硝基纤维清漆、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等,所制得的产品除具有自熄性外,还可改善制品的物理性能,制品手感柔软,也可称为石油添加剂和稀有元素的萃取剂,并且还是阻燃橡胶输送带的主要阻燃材料,一般添加量为5%~10%。
3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。分子中同时含磷和氯,阻燃效果显著,不易挥发及水解,对紫外线稳定性好。适用于酚醛树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纤维素涂料的阻燃剂、聚氯乙烯阻燃性增塑剂、金属萃取剂、汽油添加剂及聚酰亚胺加工助剂等。能够改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗静电性。参考用量5%~20%.
氢氧化铝与酸反应:Al(OH)3+3HCl → AlCl3+3H2O
Al(OH)3+3H+ →Al3++3H2O
氢氧化铝与碱反应:Al(OH)3+NaOH → Na[Al(OH)4]
氢氧化铝在碱性环境中异构反应:Al(OH)3→HAlO2+H2O
Al(OH)3+OH-→AlO2-+2H2O
氢氧化铝受热分解:2Al(OH)3==加热==Al2O3+3H2O
氢氧化铝水中两种电离:
1、Al(OH)3?Al3+ + 3OH-(碱式电离)
2、Al(OH)3+H2O?[Al(OH)4]-+H+(酸式电离)
其中的[Al(OH)4]-中学上习惯写成AlO2-,但是实际上这是错误的。
一般所谓的氢氧化铝实际上是指三氧化二铝的水合物。如向铝盐溶液中加入氨水或弱碱而得到的白色胶状沉淀,其含水量不定,组成也不均匀,统称为水合氧化铝。只有在铝酸盐溶液中(含有Al(OH)4-离子)的溶液中通CO2才可得到真正的氢氧化铝。
结晶的氢氧化铝与水合氧化铝不同,难溶于酸,加热到373K也不脱水,在573K加热2h才能转变为偏氢氧化铝(AlO(OH))。
氢氧化铝属两性氢氧化物。由于其存在两种电离形式,既是弱酸,可以有酸式化学式H3AlO3,又是弱碱,可以有碱式化学式Al(OH)3。氢氧化铝具有两性,既能与酸反应又能与碱反应。
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