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常用阻燃填料的种类和特性,你知道吗?

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常用阻燃填料的种类和特性,你知道吗?

发布日期:2021-04-01 作者:来源于网络 点击:

随着对电缆阻燃要求的提高,人们对电缆用阻燃剂的研究也越来越多。而阻燃型填料因为良好的性价比,在电缆中的应用也越来越普遍。

在高分子材料中,填料是用量最大的添加剂,几乎所有的高分子材料,如塑料(包括热塑性和热固性塑料)、橡胶和涂料中都使用大量填料。填料的种类很多,金属粉末可用作导电填料,木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料,但使用的最多的还是矿物性填料。填料的加入不仅可以降低成本,而且可以改善制品力学性能、加工性能或其他性能。电缆中使用的填料大多数为矿物性填料,其中数量最大的就是碳酸钙,这几乎是聚氯乙烯电缆料中必不可少的成分之一。随着人们安全意识的提高,对电缆阻燃要求也就越来越高,但碳酸钙不阻燃,所以人们也就需要研究更多的具有阻燃型的填料。 

1氢氧化铝

氢氧化铝是光、电缆料中最为常用的一种填料型阻燃剂,该产品添加在电缆料中,如电缆发生燃烧,氢氧化铝在200-300℃发生分解,分解后发生脱水反应,吸收高分子材料表面大量热量,可降低燃烧材料表面温度;同时脱水产生大量水蒸气,稀释可燃气体和氧气浓度;分解残余物Al2O3为致密的氧化物,它们沉积于高分子材料表面,限制可燃气体的生成,起到隔热、隔绝氧气的作用,并达到了抑烟的效果;而且氢氧化铝和氢氧化镁可以吸收酸性气体。氢氧化铝的价格适中,目前是电缆材料中应用最为广泛的填料型阻燃剂。  

2氢氧化镁

氢氧化镁(MDH)是除氢氧化铝外最为常用的阻燃型的填料,阻燃原理和氢氧化铝相似,但其分解温度更高,为340-490℃。氢氧化镁可促进高分子材料表面炭化,隔绝氧气与高分子材料接触,而氢氧化铝则无此作用;因此在相同添加量下,氢氧化镁的阻燃效果明显好于氢氧化铝。氢氧化镁的碱性更强,因此对酸性气体如HCl、CO2的吸收能力更强。但氢氧化镁与高分子材料的相容性不如氢氧化铝好。    

3其它镁系的无机阻燃剂 

水镁石是蛇纹岩或白云岩中的典型低温热液蚀变矿物,主要成分为氢氧化镁,含量达90%甚至以上,我国蛇纹岩资源丰富,其中辽宁地区的矿藏质量较好。水镁石因为其中氢氧化镁含量较高,经过粉碎、磨粉,可制作阻燃剂,该法制得的阻燃剂又被称为矿物法氢氧化镁。矿物法氢氧化镁较之合成法产品具有技术经济优势和环境优势,且有资源易得、环境友好、技术可行、经济合理、加工简易等特点,受到国内外业界人士的广泛关注。 水菱镁矿是一种天然碱式碳酸镁,该矿石含镁量高,质白,杂质含量低,是一种优质含镁非金属矿材料,是制造镁质材料的优质原料,用途十分广泛。水菱镁在340℃时失去所有的结晶水,同时氢氧化镁开始分解出结构水,477℃脱去所有结构水,碳酸镁开始分解,温度升到727℃碳酸镁完全分解,得到氧化镁。这样的分解状况和高分子材料的燃烧有一定的对应性,因此水菱镁矿可以作为高分子材料的阻燃剂。

水滑石是层状双金属氢氧化物,在1842年Hochstetter首先从瑞典的片岩矿层中发现了天然水滑石矿,1966年,KYOWA公司首先将LDH的合成工业化。起初水滑石主要作为催化剂及载体使用,后来人们发现其有阻燃、抑烟的作用。

4含硅无机填料型阻燃剂

蒙脱土又名胶岭石、微晶高岭石,是一种硅酸盐的天然矿物质粘土,为膨润土矿的主要成分。蒙脱土具有层状结构,层间有可交换的阳离子如Na+等,通过离子交换反应,插层剂有机阳离子能嵌入蒙脱土片层问,使层间距离增大,并使蒙脱土由亲水性转变为亲油性,在剪切力作用下熔融聚合物**蒙脱土层间使其剥离成纳米厚的片层分散到聚合物基体中,可以降低热释放速率,而且成炭性好,同时和其他阻燃剂有协同作用。

硅藻土是一种硅质岩石,一般是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成。硅藻土储量巨大,但因为有杂质,无法直接利用,需对天然硅藻土通过粉碎、分拣除去杂质、然后高温煅烧除去有机杂质,并使碳酸盐分解,制得纯度比较产品,可作为阻燃剂。

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