¿Por qué es tan bueno el 'hidróxido de aluminio' retardante de llama?
I. ¿Qué es un retardante de llama?
El retardante de llama es un aditivo especial que se utiliza para mejorar el rendimiento de la combustión de materiales combustibles e inflamables, lo que puede hacer que el material sea retardante de llama, autoextinguible y eliminador de humo, y puede mejorar eficazmente el uso seguro de los materiales. Los retardantes de llama generalmente se clasifican en retardantes de llama orgánicos y retardantes de llama inorgánicos. Los retardantes de llama orgánicos se han utilizado ampliamente debido a su excelente efecto retardante de llama y su amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, sus desventajas también son el humo corrosivo y ardiente, acompañado de gas venenoso.
Los retardantes de llama inorgánicos tienen una estabilidad térmica relativamente buena, no producen gases corrosivos ni gases tóxicos y tienen menos impacto en el medio ambiente. En comparación con los retardantes de llama orgánicos, los retardantes de llama inorgánicos están más en línea con los requisitos de protección ambiental y seguridad contra incendios. Los retardantes de llama inorgánicos han sido el foco de la investigación en los últimos años y tienen un gran potencial de mercado. Los retardantes de llama inorgánicos incluyen hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, óxido de magnesio, trióxido de antimonio, tetraborato de sodio, etc. Entre ellos, el hidróxido de aluminio es el retardante de llama inorgánico más utilizado, que tiene las funciones de retardante de llama, eliminación de humo y relleno, especialmente el hidróxido de aluminio ultrafino después de la modificación de la superficie, y también puede mejorar las propiedades mecánicas de los materiales.
II. Ventajas del retardante de llama de hidróxido de aluminio
Aunque el retardante de llama de bromo en el retardante de llama orgánico tiene las ventajas de una alta eficiencia retardante de llama, una baja cantidad de aditivos, una amplia gama de aplicaciones, etc., para cumplir con la tendencia de desarrollo de alto retardante de llama, bajo nivel de humo e inocuidad en el mercado de retardantes de llama, el desarrollo y la utilización de retardantes de llama inorgánicos han ido ganando gradualmente más y más apoyo por parte del impulsor.
El hidróxido de aluminio ultrafino es estable en propiedades físicas y químicas a temperatura ambiente, no produce contaminación secundaria al quemarse, tiene alta blancura y excelente índice de cromaticidad. Y el hidróxido de nanoaluminio no solo puede mejorar el índice limitado de oxígeno de los polímeros retardantes de llama, aumentar las propiedades retardantes de llama y ayudar a mejorar el acabado superficial de los productos poliméricos y las propiedades mecánicas y eléctricas, y mejorar su resistencia a fugas, resistencia al arco y resistencia a la abrasión. Además, el uso compuesto de hidróxido de aluminio y otros retardantes de llama es muy ideal y es un tipo de retardante de llama inorgánico con amplias perspectivas.
III. Mecanismo retardante de llama del hidróxido de aluminio.
El mecanismo retardante de llama del hidróxido de aluminio es relativamente complejo y consta de los siguientes mecanismos combinados entre sí:
1. Reacción y absorción de calor.
Como mencionamos anteriormente, el hidróxido de aluminio reacciona con el calor para generar óxido de aluminio y agua, y esta reacción es una reacción de absorción de calor, la fórmula de reacción es:
En este proceso, no sólo se absorbe calor para retrasar la combustión de los polímeros, mientras que la reacción libera vapor de agua que también diluye los gases combustibles y el oxígeno, también participará en la fase condensada de la reacción.
2. Dilución
Además de 1) mencionado en el vapor de agua puede diluir los gases combustibles y el oxígeno, debido a que el hidróxido de aluminio también desempeña un papel de llenado, lo que resulta en una reducción de polímero por unidad de volumen, y el llenado de hidróxido de aluminio desempeña un papel de dilución.
3. Efecto cubriente
La reacción generada por el óxido de aluminio y otros carburos juntos para formar una barrera retardante de llama, inhibiendo la propagación de la llama.
4. Carbonización
El retardante de llama produce fuertes sustancias deshidratantes en condiciones de combustión, lo que hace que el plástico se carbonice y no sea fácil producir volátiles inflamables, evitando así que la llama se propague.
IV. Desventajas del hidróxido de aluminio como retardante de llama
Aunque el hidróxido de aluminio funciona bien en el campo de los retardantes de llama, no es perfecto. En primer lugar, cuando se utiliza hidróxido de aluminio como retardante de llama, generalmente se requiere una gran cantidad de adición para lograr el efecto retardante de llama deseado, lo que hace que controlar el costo sea un desafío. En segundo lugar, la adición de grandes cantidades de hidróxido de aluminio puede tener un impacto significativo en las propiedades físicas de las materias primas, como reducir la resistencia y tenacidad del material, aumentar la higroscopicidad del material, etc., limitando así el ámbito de aplicación del material y el uso del rendimiento.
V. Requisitos para el hidróxido de aluminio en diferentes industrias.
Excelente rendimiento, por lo que el hidróxido de aluminio en varios sectores industriales tiene rendimiento. Pero cuando se utiliza en diferentes industrias, existen diferentes requisitos de calidad.
1. EVA material espumado
El material espumado EVA se refiere al material aislante de espuma hecho de EVA y polietileno de baja densidad como materia prima y otros aditivos mediante espuma de moldeo o espuma de inyección. Dado que es bueno para el medio ambiente, se utiliza en una gran cantidad de lugares interiores y públicos, por lo que tiene altos requisitos de rendimiento retardante de llama.
El sistema retardante de llama de material espumante EVA generalmente adopta un único hidróxido de aluminio y la cantidad de adición alcanza aproximadamente el 60%. Debido a la gran cantidad de adición, es exigente con su estabilidad, los requisitos de PH para la estabilidad, el producto no puede tener rastros de impurezas, lo que hace que los requisitos del proceso de producción de hidróxido de aluminio sean muy estrictos, el precio también es más alto que el de otros productos a nanoescala.
2. Producto de caucho de silicona
El retardante de llama de hidróxido de aluminio especial de silicona debe unirse a una variedad de tratamientos de superficie de silano, tamizar partículas gruesas, eliminar impurezas, de modo que el polvo en la medida de lo posible y la combinación de caucho de silicona sea buena, no tenga un impacto en las propiedades mecánicas y, al mismo tiempo, actúe como retardante de llama y relleno de doble eficacia. Además, el hidróxido de aluminio se puede usar solo o junto con retardantes de llama de nitrógeno y fósforo; la proporción específica debe agregarse de acuerdo con la fórmula.
3. Tinta y pintura
La tinta y la pintura son materiales de impresión importantes; la primera se utiliza principalmente en la industria gráfica, la segunda al mismo tiempo tiene una función de protección y decoración. No existe un límite obvio entre los dos, y los requisitos para el retardante de llama de hidróxido de aluminio son básicamente los mismos, es decir, debe tener baja absorción de aceite, sin impurezas, alta blancura, sin precipitación y otras características.
4.TPU
El nombre chino de TPU para el elastómero de poliuretano termoplástico, que tiene una excelente alta tensión, alta resistencia a la tracción, tenacidad y resistencia al envejecimiento, es un material maduro y respetuoso con el medio ambiente. El hidróxido de aluminio agregado a los materiales de TPU/TPE, en primer lugar, su tamaño de partícula debe ser inferior a 2,0 micrones, con una distribución uniforme del tamaño de partícula, para que pueda integrarse mejor con otros materiales y mejorar la resistencia al desgaste del material.
En segundo lugar, es necesario realizar un tratamiento de activación superficial para el hidróxido de aluminio, de modo que el hidróxido de aluminio pueda producir una buena unión con otros materiales y, al mismo tiempo, también mejore la fluidez del procesamiento del hidróxido de aluminio, de modo que el hidróxido de aluminio pueda distribuirse más uniformemente en el material, lo que resulta en un buen efecto retardante de llama.
VI. Métodos de preparación de hidróxido de aluminio.
El método de preparación de hidróxido de aluminio ultrafino tiene un método físico y un método químico. El método físico suele referirse al método mecánico; El método químico incluye el método de siembra, el método sol-gel, el método de precipitación, el método de síntesis hidrotermal, el método del carbono, el método de supergravedad, etc.
1. Método mecánico
El método mecánico consiste en triturar y moler el hidróxido de aluminio de grado no industrial lavado y secado hasta obtener un polvo fino de ATH mediante un molino agitador y un molino de flujo de aire. El polvo de ATH producido mediante este método tiene una forma irregular, un tamaño de partícula grueso y está ampliamente distribuido, generalmente en el intervalo de 5 a 15 µm, con un rendimiento deficiente del producto. El hidróxido de aluminio producido mediante este método se utiliza en la producción de alambres y cables, y su rendimiento de procesamiento, ductilidad y propiedades retardantes de llama son muy inferiores a los del hidróxido de aluminio producido mediante el método químico. Aunque el método mecánico tiene un proceso de preparación simple y un bajo costo experimental, el contenido de impurezas del producto es alto y la distribución del tamaño de las partículas no es uniforme, por lo que no puede usarse ampliamente.
2. Método de separación de semillas
El núcleo del método de siembra comúnmente utilizado es agregar semillas de ATH ultrafinas a la solución de aluminato de sodio preparada, para preparar un polvo de ATH más puro y fino. La calidad de la semilla es un factor importante que afecta el tamaño de las partículas del polvo de ATH.
3. Método sol-gel
Este método se realiza principalmente mediante la hidrólisis de compuestos de aluminio en una determinada temperatura del baño de agua, velocidad de agitación y valor de pH de las condiciones para generar hidróxido de aluminio coloide, y luego, bajo ciertas condiciones, en un gel, y finalmente después de secar y moler para producir un tamaño de partícula más pequeño de polvo de hidróxido de aluminio.
4. Método de precipitación
Hay dos tipos de método de precipitación: precipitación directa y uniforme. La precipitación directa se refiere a la adición de un agente precipitante en la solución de aluminato, bajo ciertas condiciones, para producir hidróxido de aluminio ultrafino de alta pureza. Durante el proceso de precipitación, el grado de mezcla del precipitante con la solución es el factor clave que afecta la naturaleza del producto final. A diferencia de la precipitación directa, el método de precipitación uniforme tiene una tasa de crecimiento lenta.
5. Método de síntesis hidrotermal
La síntesis hidrotermal es un método para preparar ATH calentando un recipiente de reacción cerrado, de modo que las materias primas reaccionen a alta temperatura y alta presión en medio de disolventes orgánicos.
6. Fraccionamiento del carbono
El método de fraccionamiento con carbono consiste en pasar CO₂ a una solución de aluminato de sodio, mediante el control de las condiciones de reacción para preparar hidróxido de aluminio.
Conclusión:
Después de comprender en profundidad las muchas ventajas de los retardantes de llama de hidróxido de aluminio, el complejo y eficiente mecanismo retardante de llama y los requisitos de aplicación en diferentes industrias, echemos un vistazo a los retardantes de llama producidos por YINSU Flame Retardant Company. Nuestra empresa se centra en la investigación, desarrollo y producción de retardantes de llama de alto rendimiento. Los productos de hidróxido de aluminio tienen tamaños de partículas ultrafinas, son fáciles de dispersar y pueden integrarse mejor con otros materiales para lograr mejores efectos retardantes de llama. Además, YINSU Flame Retardant ha desarrollado una serie de soluciones retardantes de llama altamente efectivas para abordar algunos de los posibles inconvenientes del hidróxido de aluminio, como la distribución desigual del tamaño de las partículas o el rendimiento de procesamiento insuficiente. Estos productos innovadores no sólo mejoran el rendimiento del hidróxido de aluminio, sino que también abren un espacio más amplio para la aplicación de materiales retardantes de llama. Si está interesado en retardantes de llama ecológicos y de alto rendimiento, ¡YINSU Flame Retardant Company es sin duda su opción confiable!
