Pourquoi l'« hydroxyde d'aluminium » ignifuge est-il si efficace ?
I. Qu'est-ce qu'un retardateur de flamme
L'ignifuge est un additif spécial utilisé pour améliorer les performances de combustion des matériaux combustibles et inflammables, ce qui peut rendre le matériau ignifuge, auto-extinguible et éliminer la fumée, et peut améliorer efficacement l'utilisation sûre des matériaux. Les retardateurs de flamme sont généralement classés en retardateurs de flamme organiques et retardateurs de flamme inorganiques. Les retardateurs de flamme organiques ont été largement utilisés en raison de leur effet ignifuge exceptionnel et de leur large gamme d’applications. Cependant, ses défauts sont également une fumée brûlante, corrosive et importante, accompagnée de gaz toxiques.
Les retardateurs de flamme inorganiques ont une stabilité thermique relativement bonne, ne produisent pas de gaz corrosifs ni de gaz toxiques et ont moins d'impact sur l'environnement. Par rapport aux retardateurs de flamme organiques, les retardateurs de flamme inorganiques sont plus conformes aux exigences de protection de l'environnement et de sécurité incendie. Les retardateurs de flamme inorganiques ont fait l'objet de recherches ces dernières années, avec un grand potentiel de marché. Les retardateurs de flamme inorganiques comprennent l'hydroxyde d'aluminium, l'hydroxyde de magnésium, l'oxyde de magnésium, le trioxyde d'antimoine, le tétraborate de sodium, etc. Parmi eux, l'hydroxyde d'aluminium est le retardateur de flamme inorganique le plus largement utilisé, qui a les fonctions de retardateur de flamme, d'élimination de la fumée et de charge, en particulier l'hydroxyde d'aluminium ultrafin après modification de la surface, et il peut également améliorer les propriétés mécaniques des matériaux.
II. Avantages du retardateur de flamme à l'hydroxyde d'aluminium
Bien que le retardateur de flamme au brome dans le retardateur de flamme organique présente les avantages d'une efficacité ignifuge élevée, d'une faible quantité d'additifs, d'une large gamme d'applications, etc., afin de se conformer à la tendance de développement d'un retardateur de flamme élevé, d'une faible fumée et d'une innocuité sur le marché des retardateurs de flamme, le développement et l'utilisation de retardateurs de flamme inorganiques ont progressivement gagné de plus en plus de soutien de la part du booster.
L'hydroxyde d'aluminium ultrafin a des propriétés physiques et chimiques stables à température ambiante, ne produit pas de pollution secondaire lors de la combustion, a une blancheur élevée et un excellent indice de chromaticité. Et l'hydroxyde de nano-aluminium peut non seulement améliorer l'indice d'oxygène limité des polymères ignifuges, augmenter les propriétés ignifuges et contribuer à améliorer la finition de surface des produits polymères et leurs propriétés mécaniques et électriques, et améliorer sa résistance aux fuites, sa résistance à l'arc et sa résistance à l'abrasion. De plus, l'utilisation composite d'hydroxyde d'aluminium et d'autres retardateurs de flamme est très idéale, et il s'agit d'une sorte de retardateur de flamme inorganique avec de larges perspectives.
III. Mécanisme ignifuge de l'hydroxyde d'aluminium
Le mécanisme ignifuge de l’hydroxyde d’aluminium est relativement complexe et comprend les mécanismes suivants de concert les uns avec les autres :
1. Réaction et absorption de chaleur
Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, l'hydroxyde d'aluminium réagit avec la chaleur pour générer de l'oxyde d'aluminium et de l'eau, et cette réaction est une réaction d'absorption de chaleur, la formule de réaction est :
Dans ce processus, non seulement la chaleur absorbée retarde la combustion des polymères, tandis que la réaction de vapeur d'eau libérée dilue également les gaz combustibles et l'oxygène, participera également à la phase condensée de la réaction.
2. Dilution
En plus de 1) mentionné dans la vapeur d'eau peut diluer les gaz combustibles et l'oxygène, car l'hydroxyde d'aluminium joue également un rôle de remplissage, entraînant une réduction du polymère par unité de volume, et le remplissage d'hydroxyde d'aluminium joue un rôle de dilution.
3. Effet couvrant
La réaction générée par l'oxyde d'aluminium et d'autres carbures ensemble pour former une barrière ignifuge, inhibant la propagation des flammes.
4. Carbonisation
Le retardateur de flamme produit de fortes substances déshydratantes dans des conditions de combustion, ce qui rend le plastique carbonisé et difficile à produire des substances volatiles inflammables, empêchant ainsi la propagation de la flamme.
IV. Inconvénients de l'hydroxyde d'aluminium comme ignifugeant
Bien que l’hydroxyde d’aluminium soit performant dans le domaine ignifuge, il n’est pas parfait. Tout d’abord, lorsque l’hydroxyde d’aluminium est utilisé comme ignifuge, il nécessite généralement une grande quantité d’ajout pour obtenir l’effet ignifuge souhaité, ce qui rend difficile le contrôle des coûts. Deuxièmement, l'ajout de grandes quantités d'hydroxyde d'aluminium peut avoir un impact significatif sur les propriétés physiques des matières premières, telles que la réduction de la résistance et de la ténacité du matériau, l'augmentation de l'hygroscopique du matériau, etc., limitant ainsi le champ d'application du matériau et l'utilisation des performances.
V. Exigences relatives à l'hydroxyde d'aluminium dans différentes industries
Excellentes performances, de sorte que l'hydroxyde d'aluminium ait des performances dans un certain nombre de secteurs industriels. Mais lorsqu’il est utilisé dans différentes industries, les exigences de qualité sont différentes.
1. EVA matériau en mousse
Le matériau en mousse EVA fait référence au matériau isolant en mousse composé de EVA et de polyéthylène basse densité comme matières premières et autres additifs par moulage de mousse ou de mousse par injection. Puisqu'il est bon pour l'environnement, il est utilisé dans un grand nombre de lieux intérieurs et publics, il a donc des exigences élevées en matière de performances ignifuges.
Le système ignifuge du matériau moussant EVA adopte généralement un seul hydroxyde d'aluminium et la quantité ajoutée atteint environ 60 %. En raison de la grande quantité d'ajout, il est donc exigeant sur sa stabilité, les exigences de pH pour la stabilité, le produit ne peut pas avoir de trace d'impuretés, ce qui rend le processus de production d'hydroxyde d'aluminium très strict, le prix est également plus élevé que les autres produits à l'échelle nanométrique.
2. Produit en caoutchouc de silicone
Le silicone spécial ignifuge à l'hydroxyde d'aluminium doit rejoindre une variété de traitements de surface au silane, tamiser les grosses particules, éliminer les impuretés, de sorte que la poudre autant que possible et la combinaison de caoutchouc de silicone soient bonnes, n'aient pas d'impact sur les propriétés mécaniques, et en même temps pour jouer un ignifuge et un remplissage de la double efficacité. De plus, l'hydroxyde d'aluminium peut être utilisé seul et peut également être utilisé en conjonction avec des retardateurs de flamme à l'azote et au phosphore, le rapport spécifique doit être ajouté selon la formule.
3. Encre et peinture
L'encre et la peinture sont des matériaux d'impression importants, la première est principalement utilisée dans l'industrie de l'imprimerie, la seconde ayant en même temps un rôle de protection et de décoration. Il n'y a pas de frontière évidente entre les deux et les exigences relatives au retardateur de flamme à l'hydroxyde d'aluminium sont fondamentalement les mêmes, c'est-à-dire qu'il doit avoir une faible absorption d'huile, aucune impureté, une blancheur élevée, aucune précipitation et d'autres caractéristiques.
4. TPU
TPU Nom chinois de l'élastomère de polyuréthane thermoplastique, qui présente une excellente tension élevée, une résistance à la traction élevée, une ténacité et une résistance au vieillissement, est un matériau mature et respectueux de l'environnement. L'hydroxyde d'aluminium ajouté aux matériaux TPU/TPE, tout d'abord, sa taille de particule doit être inférieure à 2,0 microns, avec une distribution granulométrique uniforme, afin qu'il puisse être mieux intégré à d'autres matériaux et améliorer la résistance à l'usure du matériau.
Deuxièmement, il est nécessaire d'effectuer un traitement d'activation de surface pour l'hydroxyde d'aluminium, afin que l'hydroxyde d'aluminium puisse produire une bonne liaison avec d'autres matériaux, et en même temps, il améliore également la fluidité du traitement de l'hydroxyde d'aluminium, de sorte que l'hydroxyde d'aluminium puisse être distribué plus uniformément dans le matériau, ce qui entraîne un bon effet ignifuge.
VI. Méthodes de préparation de l'hydroxyde d'aluminium
La méthode de préparation de l’hydroxyde d’aluminium ultrafin comporte une méthode physique et une méthode chimique. La méthode physique fait généralement référence à la méthode mécanique ; la méthode chimique comprend la méthode d'ensemencement, la méthode sol-gel, la méthode de précipitation, la méthode de synthèse hydrothermale, la méthode au carbone, la méthode de supergravité, etc.
1. Méthode mécanique
La méthode mécanique consiste à écraser et broyer l'hydroxyde d'aluminium de qualité non industrielle lavé et séché en poudre fine d'ATH en agitant un broyeur et un broyeur à flux d'air. La poudre d'ATH produite par ce procédé est de forme irrégulière, de taille de particules grossières et largement distribuée, généralement dans la plage de 5 à 15 µm, avec des performances de produit médiocres. L'hydroxyde d'aluminium produit par cette méthode est utilisé dans la production de fils et de câbles, et ses performances de traitement, sa ductilité et ses propriétés ignifuges sont bien inférieures à celles de l'hydroxyde d'aluminium produit par la méthode chimique. Bien que la méthode mécanique ait un processus de préparation simple et un faible coût expérimental, la teneur en impuretés du produit est élevée et la distribution granulométrique n'est pas uniforme, elle ne peut donc pas être largement utilisée.
2. Méthode de séparation des graines
Le cœur de la méthode d'ensemencement couramment utilisée consiste à ajouter des graines d'ATH ultrafines dans la solution d'aluminate de sodium préparée, afin de préparer une poudre d'ATH plus pure et plus fine. La qualité de la graine est un facteur important affectant la taille des particules de la poudre d'ATH.
3. Méthode sol-gel
Cette méthode consiste principalement à hydrolyser des composés d'aluminium dans une certaine température de bain-marie, à une certaine vitesse d'agitation et à une certaine valeur de pH des conditions pour générer un colloïde d'hydroxyde d'aluminium, puis dans certaines conditions en un gel, et enfin après séchage et broyage pour produire une taille de particule plus petite de poudre d'hydroxyde d'aluminium.
4. Méthode de précipitation
Il existe deux types de méthodes de précipitation : les précipitations directes et uniformes. La précipitation directe fait référence à l'ajout d'un agent précipitant dans la solution d'aluminate, dans certaines conditions, pour produire de l'hydroxyde d'aluminium ultrafin de haute pureté. Au cours du processus de précipitation, le degré de mélange du précipitant avec la solution est le facteur clé affectant la nature du produit final. Contrairement aux précipitations directes, la méthode de précipitation uniforme a un taux de croissance lent.
5. Méthode de synthèse hydrothermale
La synthèse hydrothermale est une méthode de préparation d'ATH en chauffant un récipient de réaction fermé, de sorte que les matières premières réagissent à haute température et haute pression au milieu de solvants organiques.
6. Fractionnement du carbone
La méthode de fractionnement du carbone consiste à faire passer le CO₂ dans une solution d'aluminate de sodium, en contrôlant les conditions de réaction pour préparer l'hydroxyde d'aluminium.
Conclusion:
Après avoir acquis une compréhension approfondie des nombreux avantages des retardateurs de flamme à l'hydroxyde d'aluminium, du mécanisme ignifuge complexe et efficace et des exigences d'application dans différentes industries, jetons un coup d'œil aux retardateurs de flamme produits par YINSU Flame Retardant Company. Notre société se concentre sur la recherche, le développement et la production de retardateurs de flammes hautes performances. Les produits à base d'hydroxyde d'aluminium ont des particules ultrafines, sont faciles à disperser et peuvent être mieux intégrés à d'autres matériaux pour obtenir de meilleurs effets ignifuges. De plus, YINSU Flame Retardant a développé une série de solutions ignifuges très efficaces pour remédier à certains des inconvénients potentiels de l'hydroxyde d'aluminium, tels qu'une répartition inégale de la taille des particules ou des performances de traitement insuffisantes. Ces produits innovants améliorent non seulement les performances de l'hydroxyde d'aluminium, mais ouvrent également un espace plus large pour l'application de matériaux ignifuges. Si vous êtes intéressé par des retardateurs de flamme hautes performances et respectueux de l'environnement, YINSU Flame Retardant Company est sans aucun doute votre choix digne de confiance !
