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常用阻燃填料的種類和特性，你知道嗎？
日期：2024-12-23 13:06
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摘要：
在高分子材料中，填料是用量*大的添加劑，幾乎所有的高分子材料，如塑料(包括熱塑性和熱固性塑料)、橡膠和涂料中都使用大量填料。填料的種類很多，金屬粉末可用作導(dǎo)電填料，木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料，但使用的*多的還是礦物性填料。填料的加入不僅可以降低成本，而且可以改善制品力學(xué)性能、加工性能或其他性能。電纜中使用的填料大多數(shù)為礦物性填料，其中數(shù)量*大的就是碳酸鈣，這幾乎是聚氯乙烯電纜料中必不可少的成分之一。隨著人們**意識的提高，對電纜阻燃要求也就越來越高，但碳酸鈣不阻燃，所以人們也就需要研究...
在高分子材料中，填料是用量*大的添加劑，幾乎所有的高分子材料，如塑料(包括熱塑性和熱固性塑料)、橡膠和涂料中都使用大量填料。填料的種類很多，金屬粉末可用作導(dǎo)電填料，木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料，但使用的*多的還是礦物性填料。填料的加入不僅可以降低成本，而且可以改善制品力學(xué)性能、加工性能或其他性能。電纜中使用的填料大多數(shù)為礦物性填料，其中數(shù)量*大的就是碳酸鈣，這幾乎是聚氯乙烯電纜料中必不可少的成分之一。隨著人們**意識的提高，對電纜阻燃要求也就越來越高，但碳酸鈣不阻燃，所以人們也就需要研究更多的具有阻燃型的填料。
1 氫氧化鋁
氫氧化鋁是光、電纜料中*為常用的一種填料型阻燃劑，該產(chǎn)品添加在電纜料中，如電纜發(fā)生燃燒，氫氧化鋁在200-300℃發(fā)生分解，分解后發(fā)生脫水反應(yīng)，吸收高分子材料表面大量熱量，可降低燃燒材料表面溫度；同時脫水產(chǎn)生大量水蒸氣，稀釋可燃?xì)怏w和氧氣濃度；分解殘余物Al2O3為致密的氧化物，它們沉積于高分子材料表面，限制可燃?xì)怏w的生成，起到隔熱、隔絕氧氣的作用，并達(dá)到了抑煙的效果；而且氫氧化鋁和氫氧化鎂可以吸收酸性氣體。氫氧化鋁的價格適中，目前是電纜材料中應(yīng)用*為廣泛的填料型阻燃劑。
2 氫氧化鎂
氫氧化鎂（MDH）是除氫氧化鋁外*為常用的阻燃型的填料，阻燃原理和氫氧化鋁相似，但其分解溫度更高，為340-490℃。氫氧化鎂可促進(jìn)高分子材料表面炭化，隔絕氧氣與高分子材料接觸，而氫氧化鋁則無此作用；因此在相同添加量下，氫氧化鎂的阻燃效果明顯好于氫氧化鋁。氫氧化鎂的堿性更強(qiáng)，因此對酸性氣體如HCl、CO2的吸收能力更強(qiáng)。但氫氧化鎂與高分子材料的相容性不如氫氧化鋁好。
3 其它鎂系的無機(jī)阻燃劑
水鎂石是蛇紋巖或白云巖中的典型低溫?zé)嵋何g變礦物，主要成分為氫氧化鎂，含量達(dá)90%甚至以上，我國蛇紋巖資源豐富，其中遼寧地區(qū)的礦藏質(zhì)量較好。水鎂石因為其中氫氧化鎂含量較高，經(jīng)過粉碎、磨粉，可制作阻燃劑，該法制得的阻燃劑又被稱為礦物法氫氧化鎂。礦物法氫氧化鎂較之合成法產(chǎn)品具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和環(huán)境優(yōu)勢，且有資源易得、環(huán)境友好、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、加工簡易等特點(diǎn)，受到國內(nèi)外業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。
水菱鎂礦是一種天然堿式碳酸鎂，該礦石含鎂量高，質(zhì)白，雜質(zhì)含量低，是一種上等含鎂非金屬礦材料，是制造鎂質(zhì)材料的上等原料，用途十分廣泛。水菱鎂在340℃時失去所有的結(jié)晶水，同時氫氧化鎂開始分解出結(jié)構(gòu)水，477℃脫去所有結(jié)構(gòu)水，碳酸鎂開始分解，溫度升到727℃碳酸鎂完全分解，得到氧化鎂。這樣的分解狀況和高分子材料的燃燒有一定的對應(yīng)性，因此水菱鎂礦可以作為高分子材料的阻燃劑。
水滑石是層狀雙金屬氫氧化物，在1842年Hochstetter首先從瑞典的片巖礦層中發(fā)現(xiàn)了天然水滑石礦，1966年，KYOWA公司首先將LDH的合成工業(yè)化。起初水滑石主要作為催化劑及載體使用，后來人們發(fā)現(xiàn)其有阻燃、抑煙的作用。
4 含硅無機(jī)填料型阻燃劑
蒙脫土又名膠嶺石、微晶高嶺石，是一種硅酸鹽的天然礦物質(zhì)粘土，為膨潤土礦的主要成分。蒙脫土具有層狀結(jié)構(gòu)，層間有可交換的陽離子如Na+等，通過離子交換反應(yīng)，插層劑有機(jī)陽離子能嵌入蒙脫土片層問，使層間距離增大，并使蒙脫土由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性，在剪切力作用下熔融聚合物插入蒙脫土層間使其剝離成納米厚的片層分散到聚合物基體中，可以降低熱釋放速率，而且成炭性好，同時和其他阻燃劑有協(xié)同作用。
硅藻土是一種硅質(zhì)巖石，一般是由統(tǒng)稱為硅藻的單細(xì)胞藻類死亡以后的硅酸鹽遺骸形成。硅藻土儲量巨大，但因為有雜質(zhì)，無法直接利用，需對天然硅藻土通過粉碎、分揀除去雜質(zhì)、然后高溫煅燒除去有機(jī)雜質(zhì)，并使碳酸鹽分解，制得純度比較產(chǎn)品，可作為阻燃劑。
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