1.氢氧化铝
由于在210~220℃时可分解出34.6%质量分数的水,氢氧化铝(ATH)可以充当阻燃剂和抑烟剂。其分解生成的氧化铝层可以阻隔氧气和热量,提高橡胶的阻燃性能
ATH通常不用于加工温度超过180℃的聚合物。在含卤弹性体中,ATH通常和氧化锑和或硼酸锌并用。在无卤弹性体中,ATH的用量必须在80~250份时才有效。
2.氢氧化镁
像 ATH一样,氢氧化镁同样可以起到阻燃和抑制烟雾的作用,它在大约310℃时释放出31.0%质量分数的水。
它比ATH昂贵,但是在燃烧测试性能中,单位质量分数的氢氧化镁阻燃效果比ATH要好。在无卤体系中,氢氧化镁的添加量要很大(100~250份)才有效。
碳酸钙是一种廉价的填料,在填充量很大时才显示轻微的阻燃效果。但是由于它可以吸收卤化氢,因此会降低含卤阻燃剂的效果。
如硅藻土、石英粉、云母粉、高岭土、蒙脱土等,这些材料受热产生膨胀,在橡胶表面形成坚固的炭化层,隔绝氧气和热量。在弹性体中添加这些矿物填料可以降低成本或是起补强作用,但在易燃性弹性体中起到的阻燃效果较小。
在弹性体中,炭黑一般起补强作用。不过,因为炭黑的表面积很大,可延长余辉燃烧,所以添加硼酸锌或磷酸酯可以作为补偿,提高氧指数。
阻燃填料通常会增加橡胶的刚性,因为它们在橡胶基质中占据体积,限制了橡胶分子链的运动。例如,氢氧化铝和氢氧化镁等无机阻燃剂在高温下分解,吸收热量并发生体积膨胀,这有助于提高阻燃性能,但同时可能会牺牲橡胶的弹性。炭黑虽然可以提高橡胶的弹性,但过量的炭黑填充可能会导致橡胶变硬,从而降低弹性。
如果阻燃填料的用量不当或与橡胶基质的相容性不好,可能会导致阻燃效果不足。
选择与橡胶相容性好的阻燃填料,以最小化对弹性的负面影响。
优化阻燃填料的用量,找到最佳平衡点,确保既有良好的阻燃效果又能保持橡胶的弹性。
使用表面处理技术改善阻燃填料的分散性和相容性,从而提高橡胶的整体性能。
考虑使用复合阻燃体系,结合不同类型的阻燃剂和填料,以实现协同增效。
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