阻燃剂的粒径对阻燃效果,与树脂橡胶等的相容性有很大的影响,次磷酸铝等阻燃剂超细化技术对其应用范围有推动作用。一般来说,粒径越细,阻燃性,相容性,耐析出等性能越好。阻燃剂超细化技术一般有物理和化学方法。下面我们重点介绍一下。
粉体物料的超细化技术对于氢氧化铝、次磷酸铝,二乙基次膦酸铝,MCA阻燃剂,氢氧化镁、氧化锑等粉体无机阻燃剂来说,粒径的超细化,将会更有效的发挥阻燃效果。粉体阻燃剂的超细化,已成为当今阻燃材料的主要技术之一,粒径超细化技术是指能使被加工粉体经物理或化学方法制得粉径为0.1-10μm范围的超细粉体。阻燃剂行业的超细化一般指加工D97≤10μm超细粉体的粉碎、分级及相关技术。当粉体粒径在0.1~0.001μm(100~1nm)时称之为超微细粉体,即所谓的纳米粉体。阻燃剂超细化技术如下。
1,物理方法/机械方法
是指粉体自身通过机械加工成超细粉体的方法。目前常用的机械有:气流磨(又称气流粉碎机)、机械冲击式超细磨机、搅拌研磨机、振动磨等。这些设备制备超细粉体阻燃剂的原理是使给料粉体经过挤压、挤压剪切或冲击作用下完成的。如十溴联苯醚与三氧化二锑并用,在PP中添加8~10%时,阻燃级别达不到UL94V-0级。但是当十溴联苯醚与经超细粉碎成1~5μm的三氧化二锑并用时,添加量只需5~6%,就能达到上述阻燃级别。在PVC和橡胶中,用该种微细氢氧化镁代替30~50%氢氧化铝,可以有效改善聚合物材料的抑烟性和氧指数。粒径为0.5~3μm的硼酸锌用于纤维可改善材料加工性。该超细硼酸锌与氢氧化铝并用可用做高温成炭阻燃剂,若与氢氧化镁并用,则在电线、电缆包覆层中应用。
2,化学或物理化学方法该法
是将固体粉末状的阻燃剂与分散剂等物质采用胶体磨或砂磨机制成粒度为小于2~20μm范围的超细粉体。其原理是物料经剪切摩擦粉碎(研磨)完成的。例如粒度为0.03μm的五氧化二锑的阻燃效果比三氧化二锑好。
关于超细化技术的深层次探讨,比如由于超细粉体存在的表面效应、体积效应等作用导致材料的光、电、磁等效应;超细粉体的形态学(粒度及其分布、表面缺陷、粗糙度等);超细粉体的物理组成(粒子内外表面组成差异、二次结构、凝聚体等),都需要采用现代分析手段进行徽观上表征,以更好的发挥超细阻燃剂的作用和应用范围。
机械粉碎方法虽能达到超细粉体阻燃剂的粒度要求,但有时会使阻燃剂粉料的微观结构如晶体结构等受到破坏,导致分散性差,在混合加工时产生重新聚集成团,影响阻燃效果。为此,可对超细化粉体进行表面处理克服这一缺点超细化技术的实施,还可以把次磷酸铝,MCA阻燃剂,氢氧化铝,氢氧化镁等作为有机阻燃剂的载体,包括含卤阻燃剂等超优化组合配比,并进一步包裹在微胶囊中,即可得到多功能阻燃材料。