ما هو هيدروكسيد الألومنيوم (ATH)؟
هيدروكسيد الألومنيوم، صيغته الكيميائية Al(OH)₃، هو مسحوق أبيض غير عضوي وهو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع مثبط لهب غير سام في العالم. عند تسخينه فوق 200 درجة مئوية، يتحلل ماصاً للحرارة إلى أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃) وبخار الماء:
2 Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3 H₂O (ΔH ≈ +1,000 kJ/kg)
هذا التحلل يمتص الحرارة (مبرداً البوليمر)، ويطلق بخار الماء (مخففاً الغازات القابلة للاشتعال)، ويترك طبقة سيراميكية واقية. يمنح الجمع بين هذه الآليات الثلاث مادة ATH أداءً ممتازاً في تثبيط اللهب دون انبعاث الدخان السام الذي تنتجه مثبطات اللهب المهلجنة.
مادة ATH معتمدة من هيئة FDA للتلامس مع الأغذية، ومتوافقة مع لائحة REACH في أوروبا، ومصنفة كمادة غير خطرة وفق نظام GHS. وهي مثبط اللهب المفضل لكابلات LSZH (منخفضة الدخان وخالية من الهالوجين)، وتطبيقات الإلكترونيات والكهرباء، ومواد البناء، وأي تطبيق يكون فيه الدخان السام مصدر قلق للسلامة.
المواصفات الفنية
درجات ATH القياسية — ثلاثة مستويات من النقاء
| المعامل | قياسي | نقاء عالي | ألترا وايت |
|---|---|---|---|
| Al(OH)₃ (%) | ≥99.5 | ≥99.7 | ≥99.8 |
| SiO₂ (%) | ≤0.02 | ≤0.01 | ≤0.005 |
| Fe₂O₃ (%) | ≤0.02 | ≤0.01 | ≤0.005 |
| Na₂O (%) | ≤0.30 | ≤0.20 | ≤0.10 |
| CaO (%) | ≤0.03 | ≤0.02 | ≤0.01 |
| البياض (R457) | ≥93 | ≥96 | ≥98 |
| الرطوبة (٪) | ≤0.3 | ≤0.2 | ≤0.2 |
| الكثافة النوعية (جم/سم³) | 2.40 | 2.40 | 2.40 |
| صلادة موس | 2.5-3.0 | 2.5-3.0 | 2.5-3.0 |
| درجة حرارة التحلل (°م) | 200-220 | 200-220 | 200-220 |
| فقدان الماء عند 200°م (٪) | ≤0.3 | ≤0.2 | ≤0.2 |
درجات أحجام الجسيمات القياسية
| الدرجة | D50 (ميكرومتر) | القطع العلوي (ميكرومتر) | التطبيق الرئيسي |
|---|---|---|---|
| ATH-1 | 1.0-1.5 | ≤10 | كابل LSZH متميز، FRP عالي اللمعان |
| ATH-2 | 2.0-3.0 | ≤15 | مركبات كابلات قياسية، رخام صناعي |
| ATH-5 | 5.0-7.0 | ≤25 | منتجات مطاطية، سيور ناقلة |
| ATH-10 | 10-15 | ≤45 | لدائن متصلدة حرارياً للأغراض العامة |
| ATH-25 | 20-25 | ≤75 | تطبيقات حساسة التكلفة، مواد مالئة |
خيارات معالجة الأسطح
| المعالجة | الأفضل لـ | تقليل التحميل |
|---|---|---|
| غير مغلف | اللدائن الصلبة بالحرارة (البوليستر غير المشبع، الإيبوكسي)، ذات أساس مائي | — |
| سيلان الفينيل | مركبات الكابلات PE، XLPE، EVA | 20-30% |
| سيلان الأميني | إيبوكسي، بولي يوريثان، فينوليك | 20-30% |
| حمض الستياريك | PP، PE، استخدام عام (تكلفة منخفضة) | 10-15% |
| تيتانات | بوليمرات عالية الحرارة | 25-35% |
ستة تطبيقات صناعية رئيسية
1. مركبات كابلات LSZH — أكبر تطبيق
ATH هو المادة المثبطة للهب المهيمنة في مركبات كابلات LSZH (منخفضة الدخان وخالية من الهالوجين) لأسلاك البناء وكابلات الطاقة وعزل كابلات البيانات. التحميل النموذجي هو 150-180 phr (أجزاء لكل مئة راتنج) في المركبات القائمة على EVA، محققًا تصنيف UL94 V-0 مع مؤشر أكسجين >32%. يتجاوز سوق ATH في الكابلات 500,000 طن متري/سنة عالميًا.
2. المنتجات المطاطية
يستخدم ATH في مركبات المطاط المثبطة للهب لأحزمة النقل وأغلفة الكابلات والحشوات والأختام. التحميل 100-150 phr في EPDM أو المطاط الطبيعي يوفر UL94 V-0 مع انبعاث دخان منخفض. يعزز ATH المعالج سطحيًا قابلية التشغيل والتشتت.
3. بوليستر غير مشبع (FRP والرخام الصناعي)
هيدروكسيد الألومنيوم هو مثبط اللهب الأساسي في البوليستر المقوى بالألياف الزجاجية (FRP) المستخدم في ألواح البناء، وأدوات الحمام، والنقل. في الرخام الصناعي (الرخام المزروع)، يوفر تحميل ATH بنسبة 40-60% تصنيف حريق من الفئة A مع الحفاظ على الشفافية وقابلية التشغيل.
4. مواد الإيبوكسي المغلّفة ورقائق PCB
يُستخدم الإيبوكسي المملوء بـ ATH كمادة حشو للمحولات والمكثفات والوحدات الإلكترونية. تستخدم رقائق PCB مزيج ATH + الإيبوكسي لتصنيع ركائز FR-4 المقاومة للهب (UL94 V-0). يُعد حجم الجسيمات 1-5 ميكرومتر أمرًا بالغ الأهمية للرقائق الرقيقة دون تسرب.
5. اللاتكس وطبقة السجاد الخلفية
يوفر ATH في طبقة اللاتكس الرغوية الخلفية للسجاد مقاومة للهب دون الأبخرة السامة لأنظمة الأنتيمون والبروم. يُستخدم في طبقات السجاد الخلفية التجارية ورغوات أثاث العقود.
6. طلاءات الورق والكرتون
يُستخدم هيدروكسيد الألومنيوم (ATH) كحشو مثبط للهب في الورق والكرتون المتخصص لمنتجات البناء والتغليف وعزل الورق الكهربائي.
ATH مقابل MDH — دليل الاختيار
| الخاصية | ATH | MDH |
|---|---|---|
| الصيغة الكيميائية | Al(OH)₃ | Mg(OH)₂ |
| درجة حرارة التحلل | 200°C | 330°C |
| فقدان الماء (%) | 34.6 | 31.0 |
| امتصاص الحرارة (كيلوجول/كجم) | ~1,000 | ~1,300 |
| محتوى الفحم | أقل | أعلى |
| التكلفة (نسبيًا) | أقل | أعلى |
| الأفضل للمعالجة <200°م | ✓ | ✓ |
| الأفضل للمعالجة >250°م | ✗ (يتحلل أثناء المعالجة) | ✓ |
| البياض | ممتاز | أقل (رمادي) |
| التطبيقات الشائعة | PE، EVA، XLPE، UP، إيبوكسي | PP، PA، PBT، بلاستيكات هندسية عالية الحرارة |
الأسئلة الشائعة
س: ما الفرق بين ATH و MDH؟
ج: ATH (هيدروكسيد الألومنيوم، Al(OH)₃) يتحلل عند 200°C مُطلقاً بخار الماء. MDH (هيدروكسيد المغنيسيوم، Mg(OH)₂) يتحلل عند 330°C. استخدم ATH لدرجات حرارة المعالجة أقل من 200°C (معظم البوليمرات، TPE، كابلات XLPE). استخدم MDH لدرجات حرارة المعالجة الأعلى (PP، PA، PBT) فوق 250°C. ATH أكثر فعالية من حيث التكلفة؛ MDH يوفر مردود فحم أعلى.
س: كم أحتاج من ATH للحصول على تصنيف UL94 V-0؟
ج: مستويات التحميل النموذجية لتصنيف UL94 V-0 (سماكة 3.2مم): مركبات الكابلات المعتمدة على EVA 150-180 phr، البولي إيثيلين 60-70 wt%, بولي بروبيلين 60-65 wt%, بوليستر غير مشبع 50-60 wt%, إيبوكسي 50-60 wt%. يوصى بحجم جسيمات 1-5 ميكرومتر D50 للحصول على أفضل توازن بين قابلية المعالجة وأداء مقاومة الحريق.
س: هل المعالجة السطحية لـ ATH ضرورية لتوافق البوليمرات؟
ج: نعم، المعالجة السطحية تحسن بشكل كبير تشتت ATH في البوليمرات وتقلل من لزوجة الذوبان أثناء المعالجة. المعالجات الشائعة: فينايل سيلانات (الأفضل للبولي إيثيلين و XLPE)، سيلانات الأمينية (إيبوكسي وبولي يوريثان)، حمض الستياريك (للأغراض العامة، منخفض التكلفة). يُناسب هيدروكسيد الألومنيوم غير المطلي فقط المواد المتصلبة حرارياً والتطبيقات ذات الأساس المائي.
س: ما هي آلية تحلل هيدروكسيد الألومنيوم (ATH)؟
ج: عند التسخين فوق 200 درجة مئوية، يتحلل هيدروكسيد الألومنيوم (ATH) تفاعلًا ماصًا للحرارة: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O. يمتص التفاعل ما يقارب 1,000 كيلوجول/كجم من الحرارة، مما يبرد البوليمر ويُبطئ التحلل الحراري. يقوم بخار الماء المنبعث بتخفيف الغازات القابلة للاشتعال والأكسجين في منطقة اللهب. تُشكّل الألومينا المتبقية طبقة فحمية سيراميكية واقية. يوفر هذا المزيج من التبريد الماص للحرارة، وتخفيف الغازات، وتكوين الطبقة الفحمية، قدرات ممتازة لإخماد اللهب.
س: هل هيدروكسيد الألومنيوم (ATH) معتمد للاستخدام في تطبيقات ملامسة الأغذية؟
ج: نعم، يُعد هيدروكسيد الألومنيوم معتمد من إدارة الغذاء والدواء (FDA) بموجب 21 CFR 184.1240 للاستخدام كمضاف غذائي مباشر وفي المواد الملامسة للأغذية. يُستخدم على نطاق واسع في أغشية تغليف الأغذية، وطلاءات الورق، وقوارير HDPE. الامتثال الأوروبي: معتمد بموجب لائحة الاتحاد الأوروبي 10/2011 لملامسة البلاستيك للأغذية. كما أن ATH حاصل على شهادتي كوشير وحلال.
التعبئة والتغليف والتسليم
- المعيار: أكياس ورقية متعددة الطبقات سعة 25 كجم مع بطانة داخلية من البولي إيثيلين (مقاومة للرطوبة)
- سائب: أكياس جامبو سعة 500 كجم / 1000 كجم لطلبات الحاويات الكاملة
- أكياس سوبر ساك: متاحة للطلبات ≥20 طن متري
- تحميل الحاويات: 22-25 طن متري لكل حاوية 20 قدم مع منصات، 25 طن متري لكل حاوية 40 قدم سائب
- مدة التسليم: 10-15 يومًا للدرجات المتوفرة في المخزون، 20-30 يومًا لحجم الجسيمات المخصص أو المعالجة السطحية
- المستندات: شهادة التحليل (COA) مع توزيع حجم الجسيمات (PSD)، صحيفة بيانات سلامة المواد (MSDS)، ISO 9001، امتثال REACH، خطاب امتثال FDA، فاتورة تجارية، بوليصة الشحن
- شروط الشحن: FOB Qingdao / CIF / CFR / DDP متاح
كيفية الطلب
أخبرنا بتطبيقك (كابل LSZH / مطاط / FRP / رخام صناعي / غير ذلك)، ونقاء Al(OH)₃ المطلوب (99.5 / 99.7 / 99.8%)، وحجم الجسيمات (D50)، والمعالجة السطحية (غير مغلف / سيلان / ستيريك)، والكمية الشهرية، وجهة التسليم. سيوصي مهندسونا بالدرجة المناسبة ويقدمون عرض سعر تنافسي خلال ساعتينتتوفر عينات مجانية بوزن 1-2 كجم لاختبار أداء مقاومة الحريق.