Способ повышения тепловой устойчивости алюминиевого гидроксида-огнестойкого

1 Характеристики огнеупорного средства гидроксида алюминия

Гидроксид алюминия, используемый в качестве огнеупорного вещества, в основном представляет собой α-гидроксид алюминия, часто выраженный как α-A1 ((OH)₃, который относится к моноклинической системе и представляет собой кристаллический или аморфный белый порошок.₂О₃и H₂О при нагревании. Поглощение тепла, измеренное в диапазоне 240 ~ 500 °C, составляет 1967 2 кДж / кг. Тепло, поглощенное во время процесса разложения, является основной причиной его огнеупорного эффекта.

Среди всех огнезащитных средств использование гидроксида алюминия составляет более 40%, главным образом потому, что огнезащитный препарат гидроксида алюминия обладает следующими преимуществами:свойства подавления дыма и наполнения, и не производит вторичного загрязнения; он имеет высокую белость и низкую способность покрытия красителей; он имеет умеренную износостойкость и хорошую производительность формования и обработки;может производить синергетические эффекты с различными другими веществами; он изобилует источником и имеет низкую цену.

В качестве огнеупорного вещества гидроксид алюминия обладает многими превосходными свойствами, но также имеет некоторые недостатки, главным образом: 1) низкая эффективность огнеупорного вещества, большое количество добавления;(2) сильная полярность и гидрофильность3) низкая температура обезвоживания, основная реакция обезвоживания завершается в диапазоне 200-320 °C.Температура смешивания и формования многих термопластиков и высокотемпературных резинок превышает 220°СПоэтому, если во время обработки добавляется гидроксид алюминия, он обезвоживается и образует пузыри, что влияет на механические свойства продукта.Плохая тепловая устойчивость гидроксида алюминия всегда была основной причиной его ограниченного использования в высокотемпературных каучуковых и пластиковых материалахЭто также одна из горячих тем в области исследований огнеупорных материалов в последние годы.

2 Методы повышения тепловой устойчивости гидроксида алюминия

Плохая тепловая устойчивость гидроксида алюминия является одним из его недостатков в качестве огнеупорного вещества.

2.1 Покрытие поверхности

После поверхностного покрытия на поверхности гидроксида алюминия может образовываться слой покрытия, который может в определенной степени улучшить тепловую устойчивость гидроксида алюминия.После покрытия гидроксидом алюминия, скорость диффузии водяного пара уменьшается при термическом разложении, что может задержать реакцию разложения.концентрация молекул воды на поверхности ядра гидроксида алюминия увеличивается, т. е. равновесное частичное давление водяного пара в реакции разложения гидроксида алюминия увеличивается, и температура разложения соответственно увеличивается.

Покрытие поверхности гидроксидом алюминия относится к использованию определенных веществ, содержащих такие элементы, как P, N, Ti, Zr, Si, Mg, Ca и т.д., в качестве модификаторов.которые реагируют с гидроксидом алюминия в определенной системе (физическая реакция или химическая реакция), или реагируют с определенными веществами в системе, образуя слой покрытия на поверхности гидроксида алюминия.

Ван Цзяньли и др. used newly generated wet aluminum hydroxide as the core material and used a special process to evenly deposit magnesium hydroxide on the surface of aluminum hydroxide in a heterogeneous nucleation manner, образуя ядро из гидроксида магния, покрытого оксиоксидом алюминия.Начальная температура термического разложения готового алюминиево-магниевого композитного огнеупорного средства может быть повышена до 260°CПосле наполнения органическими полимерами его кислородный индекс может достигать 33, достигая уровня воспламенения.После наполнения продукта органическими полимерамиПосле того, как Чжоу Сяньян и др. использовали композитный модификатор PNC для влажного покрытия гидроксида алюминия,начальная температура потери воды гидроксида алюминия увеличена на 21°C, и дисперсия порошка была улучшена одновременно. Inorganic-organic multi-layer coating modification or organic-organic multi-layer coating modification is a comprehensive surface modification treatment method that can not only improve the surface properties of aluminum hydroxide, но также значительно улучшить тепловую устойчивость гидроксида алюминия.

Процесс обработки поверхностного покрытия гидроксидом алюминия прост, а стоимость обработки низкая.Недостатком является то, что диапазон повышения температуры разложения гидроксида алюминия ограничен..

2.2 Химическая обработка соединений

Химическое соединение гидроксида алюминия относится к методу химического соединения с другими веществами при определенных условиях для образования новых веществ.Это эффективный метод для повышения температуры разложения гидроксида алюминия. Реакция между гидроксидом алюминия и оксаловой кислотой может генерировать основной оксалат алюминия. Основной оксалат алюминия имеет хорошую тепловую устойчивость ниже 330 ° C и распадается, когда он превышает 450 ° C.Его огнеупорные свойства аналогичны гидроксиду алюминияБлагодаря улучшенной тепловой устойчивости он обладает хорошими свойствами и может использоваться для нейлона, ПБТ, ПЭТ и других полимеров.Фосфорная кислота вступает в реакцию с гидроксидом алюминия и образует пентавалентный фосфат алюминия, который по-прежнему имеет хорошую тепловую устойчивость при температуре выше 350°C. Алюминиевый фосфат обладает очень хорошим огнеупорным действием на кислородсодержащие полимеры, такие как термопластичный полиэстер,ПБТТолько 15% ~ 20% могут сделать индекс кислорода более чем 40%.Химическое соединение гидроксида алюминия может значительно улучшить тепловую устойчивость гидроксида алюминияВ то же время некоторые методы химического соединения трудно применять в больших масштабах.

2.3 Обработка высокой очистки

Высокая очистка относится к улучшению чистоты гидроксида алюминия и снижению содержания ионного нерастворимого вещества в гидроксиде алюминия, особенно Na_{2O, так что}массовая доля Na_{2O меньше 0,2%.}Продукт имеет низкое содержание Na₂О содержание, является сверхтонким, имеет большую удельную площадь поверхности, и имеет отличные электрические свойства.Высокая очистка гидроксида алюминия может значительно повысить температуру разложения гидроксида алюминия и улучшить некоторые специальные свойства огнеупорных средствОднако этот метод трудно подготовить продукцию, имеет высокую стоимость и ограниченный масштаб применения.

2.4 Обработка частичной обезвоживания

После нагрева гидроксида алюминия часть химической воды удаляется, видимое молекулярное число химической воды уменьшается,и часть гидроксида алюминия преобразуется из гиббсита в структуру боемитаПосле частичного обезвоживания гидроксида алюминия, а затем модификации органическим веществом, полученный продукт имеет высокую тепловую устойчивость.является негигроскопическимЭтот метод удаляет часть кристаллической воды в структуре гидроксида алюминия,который в определенной степени уменьшит его огнеупорные свойства.

3 Заключение

Гидроксид алюминия является огнеупорным веществом с отличными всеобъемлющими свойствами, а его плохая тепловая стабильность является одним из его недостатков.Методы повышения тепловой устойчивости гидроксида алюминия включают покрытие поверхностиПоверхностное покрытие наиболее изучено, а процесс покрытия поверхности гибкий.Он может быть объединен с существующим процессом приготовления алюминиевого гидроксида для сдерживания пламени.Этот метод не изменяет кристаллическую структуру алюминиевого гидроксида, но только добавляет слой покрытия на его поверхности.который может в определенной степени улучшить стабильность гидроксида алюминияХимическая обработка композитов полностью меняет кристаллическую структуру гидроксида алюминия, эффективно улучшает тепловую стабильность гидроксида алюминия,и затраты на переработку относительно высокиНизкозатратный химический композит для улучшения тепловой устойчивости гидроксида алюминия - это направление, которое необходимо усилить.