中铝高白填料氧化铝的制备方法及市场应用

近年，高分子材料被广泛用于日常生活中，但由于其易燃、发烟大等特性，较易成为火灾的直接活化剂，因为对高分子材料进行阻燃处理是必须的。

阻燃剂可分为**与无机两类，而在无机类阻燃剂中，氧化铝由于具有阻燃、消烟、填充3大功能，在化学上是惰性的、无毒、不会产生二次污染，因此在国内外均被誉为“**阻燃剂”。
一、氧化铝阻燃剂的优势

虽说**阻燃剂中的溴系阻燃剂具有阻燃效率高、添加量少、适用范围广等优点，但为了顺应阻燃剂市场高阻燃、低烟雾、无害化的发展趋势，无机阻燃剂的开发和利用逐渐得到了更多的助力的支持。

**细氧化铝常温下物理和化学性质稳定，燃烧时不会产生二次污染，白度高，具有优良的色度指标。且纳米氧化铝不仅可提高阻燃聚合物的有限氧指数，增加阻燃性能，且有助于改善聚合物制品的表面光洁度和力学、电学性能，增强其抗漏电、耐电弧和耐磨损能力。另外，氧化铝与其它阻燃剂的复合使用效果十分理想，是一种具有广阔前景的无机阻燃剂。

二、氧化铝的阻燃机理

国内外市场上作为阻燃剂用的氧化铝，主要是α-三水合氧化铝(ATH)，常用α-Al2O3•3H2O表示。氧化铝受热至200～220℃左右时开始吸热分解，放出3个结晶水。

2Al(OH)3→Al2O3+ 3H2O

分解时Al(OH)3吸热达1967.2 kJ/kg，吸收这样大的热量是其具有阻燃作用的较主要原因。

氧化铝

其阻燃机理大致可以归纳如下：

（1）吸热作用。在200～350℃脱水吸热，抑制聚合物的温升；

（2）稀释作用。Al(OH)3填充，使可燃性高聚物的浓度下降。Al(OH)3脱水放出的水汽稀释可燃性气体和氧气的浓度，可阻止燃烧；

（3）覆盖作用。Al(OH)3脱水后在可燃物表面生成Al2O3保护膜，隔绝氧气，可阻止继续燃烧；

（4）碳化作用。阻燃剂在燃烧条件下产生强烈脱水性物质，使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物，从而阻止火焰蔓延。

三、氧化铝的制备方法

制备氧化铝阻燃剂的方法有水热合成法、碳分法、液相共沉淀法、**重力反应沉淀法等。

1.水热合成法

活性与水接触，只要达到反应条件，则剧烈反应，较终产物为较细的灰白色粉末，其产物均为Al(OH)3和AlO(OH)，用此法可以制备出平均粒径为80nm以下的粉末。

2.碳分法

用气体通入溶液，使其析出氧化铝。采用此法可制备出**细拟薄水铝石和活性氧化铝。

3.液相共沉淀法

采用氧化铝和氨水变速滴加混合物法，可得到颗粒尺寸小于5nm的Al(OH)3沉淀，而且在该反应液中加入一定量表面活性剂，还可合成出粒径细小，尺寸分布范围窄的纳米产品。

4.**重力反应沉淀法

利用**重力反应沉淀法制得了粒度可控(15-30nm)，粒度分布窄的纳米lA(OH)3粉体，制成的产品可广泛添加在各种防火涂料、聚合物材料之中。
四、氧化铝阻燃剂的应用

1.不饱和聚酯

在用不饱和聚酯浇注制作各种高压或低压电器开关时，添加氧化铝可使制品具有阻燃性、消烟性以及抗电弧性。由于高白氧化铝的白度达93%以上，有一定的结晶形态，并具有与聚酯树脂相近的折光系数，近年来国内外常用聚酯树脂加氧化铝制成新型装饰材料——“人造玛瑙”。



人造玛瑙

2.

在中，氧化铝有显著提高氧指数的作用，如在100份中添加80份氧化铝，氧指数可从原来的20.0提高到27.5，这样的可用于密封材料、浇铸件、玻璃纤维片等。经氧化铝填充的在制作变压器、绝缘器材、开关装置等方面也有很大的发展前途。

3.热塑性塑料

使用氧化铝作为阻燃剂的热塑性塑料中较常见的是聚氯。氧化铝可以取代碳酸钙非常容易地掺和到增塑的聚氯中。为了达到高标准的阻燃性，一是氧化铝和酯类增塑剂并用，另一种方法是将氧化铝和锌并用，这些配方已用于PVC的电线、电缆料中。

此外，在聚和聚等可燃性聚烯烃塑料制品中加入高填充量的氧化铝，不但阻燃，而且通过近年来新的表面处理技术，可使高填充量的聚烯烃通过复合反应较易进行模铸加工，改善了产品的拉伸强度和抗冲击性能，使其广泛应用在电气导管和设备外套方面。