Что такое гидроксид алюминия (ATH)?
Гидроксид алюминия, химическая формула Al(OH)₃, представляет собой белый неорганический порошок и наиболее широко применяемый нетоксичный антипирен в мире. При нагреве выше 200°C он эндотермически разлагается на оксид алюминия (Al₂O₃) и водяной пар:
2 Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3 H₂O (ΔH ≈ +1 000 кДж/кг)
Это разложение поглощает тепло (охлаждая полимер), выделяет водяной пар (разбавляя горючие газы) и образует защитную керамическую корку. Сочетание этих трёх механизмов обеспечивает ATH превосходные антипиреновые свойства без выделения токсичного дыма, характерного для галогенсодержащих антипиренов.
ATH одобрен FDA для контакта с пищевыми продуктами, соответствует требованиям REACH в Европе и классифицируется как неопасное вещество по GHS. Это предпочтительный антипирен для кабелей LSZH (Low Smoke Zero Halogen — с низким дымовыделением и нулевым содержанием галогенов), электротехнической и электронной продукции, строительных изделий и любых применений, где токсичный дым представляет угрозу безопасности.
Технические характеристики
Стандартные марки ATH — три уровня чистоты
| Параметр | Стандарт | Высокая чистота | Ультра белый |
|---|---|---|---|
| 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 |
| Белизна (R457) | ≥93 | ≥96 | ≥98 |
| Влажность (%) | ≤0.3 | ≤0.2 | ≤0.2 |
| Удельный вес (г/см³) | 2.40 | 2.40 | 2.40 |
| Твёрдость по Моосу | 2.5-3.0 | 2.5-3.0 | 2.5-3.0 |
| Температура разложения (°C) | 200-220 | 200-220 | 200-220 |
| Потеря массы при 200°C (%) | ≤0.3 | ≤0.2 | ≤0.2 |
Стандартные фракции по размеру частиц
| Марка | D50 (мкм) | Верхний предел (мкм) | Основное применение |
|---|---|---|---|
| ATH-1 | 1.0-1.5 | ≤10 | Высококачественный LSZH-кабель, глянцевый FRP |
| ATH-2 | 2.0-3.0 | ≤15 | Стандартные кабельные компаунды, искусственный мрамор |
| ATH-5 | 5.0-7.0 | ≤25 | Резиновые изделия, конвейерные ленты |
| ATH-10 | 10-15 | ≤45 | Термореактивные пластмассы общего назначения |
| ATH-25 | 20-25 | ≤75 | Экономичные применения, наполнители |
Варианты обработки поверхности
| Обработка | Лучше всего подходит для | Загрузка сокращена |
|---|---|---|
| Без покрытия | Реактопласты (UP, EP), на водной основе | — |
| Винилсилан | Кабельные композиции на основе PE, XLPE, EVA | 20-30% |
| Аминосилан | Эпоксидные, полиуретановые, фенольные | 20-30% |
| Стеариновая кислота | PP, PE, общего назначения (низкая стоимость) | 10-15% |
| Титанат | Высокотемпературные полимеры | 25-35% |
Шесть основных промышленных применений
1. Компаунды LSZH для кабелей — крупнейшая область применения
ATH является доминирующим антипиреном в компаундах LSZH (Low Smoke Zero Halogen — с низким дымовыделением и нулевым содержанием галогенов) для кабелей строительного назначения, силовых кабелей и изоляции кабелей передачи данных. Типичная дозировка составляет 150–180 м.ч. (массовых частей на 100 частей смолы) в компаундах на основе EVA, обеспечивая рейтинг UL94 V-0 при кислородном индексе >32%. Объём рынка ATH для кабелей превышает 500 000 тонн в год в мировом масштабе.
2. Резиновые изделия
ATH применяется в огнестойких резиновых компаундах для конвейерных лент, кабельных оболочек, прокладок и уплотнений. Дозировка 100–150 м.ч. в EPDM или натуральном каучуке обеспечивает класс UL94 V-0 при низком дымовыделении. Поверхностно обработанный ATH улучшает технологичность и диспергируемость.
3. Ненасыщенный полиэстер (стеклопластик и искусственный мрамор)
ATH является основным антипиреном в стеклопластике (FRP), используемом в строительных панелях, сантехнических изделиях и транспорте. В искусственном (культивированном) мраморе нагрузка ATH 40–60% обеспечивает класс огнестойкости A при сохранении полупрозрачности и технологичности.
4. Эпоксидные компаунды и ламинаты для печатных плат
Эпоксидные компаунды с наполнением ATH применяются для заливки трансформаторов, конденсаторов и электронных модулей. Ламинаты для печатных плат используют смесь ATH и эпоксидной смолы для создания огнестойких подложек FR-4 (UL94 V-0). Для тонких ламинатов критичен размер частиц 1–5 мкм, предотвращающий сквозное просачивание.
5. Латекс и ковровые подложки
ATH в латексной вспененной подложке для ковров обеспечивает огнестойкость без выделения токсичного дыма, характерного для систем на основе сурьмы и брома. Применяется в коммерческих ковровых подложках и пеноматериалах для контрактной мебели.
6. Бумажные и картонные покрытия
ATH используется в качестве огнезащитного наполнителя в специальной бумаге и картоне для строительных изделий, упаковки и электроизоляционной бумаги.
ATH vs MDH — руководство по выбору
| Свойство | ATH | MDH |
|---|---|---|
| Химическая формула | Al(OH)₃ | Mg(OH)₂ |
| Температура разложения | 200°C | 330°C |
| Потеря воды (%) | 34.6 | 31.0 |
| Поглощение тепла (кДж/кг) | ~1,000 | ~1,300 |
| Выход кокса | Ниже | Выше |
| Стоимость (относительная) | Ниже | Выше |
| Оптимально для обработки <200°C | ✓ | ✓ |
| Оптимально для обработки >250°C | ✗ (разлагается при обработке) | ✓ |
| Белизна | Отлично | Нижний (сероватый) |
| Основные применения | PE, EVA, XLPE, UP, эпоксидные смолы | PP, PA, PBT, инженерные пластики для высоких температур |
Часто задаваемые вопросы
В: В чём разница между ATH и MDH?
О: ATH (Гидроксид алюминия, Al(OH)₃) разлагается при 200 °C с выделением водяного пара. MDH (Гидроксид магния, Mg(OH)₂) разлагается при 330 °C. Используйте ATH при температурах переработки ниже 200 °C (большинство полимеров, TPE, XLPE-кабели). Используйте MDH для более высоких температур переработки (PP, PA, PBT) выше 250 °C. ATH более экономичен; MDH обеспечивает более высокий выход кокса.
В: Сколько ATH мне нужно для класса UL94 V-0?
О: Типичные дозировки для UL94 V-0 (толщина 3,2 мм): кабельные композиции на основе EVA 150-180 м.ч., полиэтилен 60-70 мас.%, полипропилен 60-65 мас.%, ненасыщенный полиэфир 50-60 мас.%, эпоксидная смола 50-60 мас.%. Для оптимального баланса технологичности и огнестойкости рекомендуется размер частиц 1-5 мкм D50.
В: Обязательна ли поверхностная обработка ATH для совместимости с полимерами?
О: Да, поверхностная обработка значительно улучшает диспергирование ATH в полимерах и снижает вязкость расплава при переработке. Распространенные виды обработки: винилсиланы (наилучший вариант для полиэтилена и XLPE), аминосиланы (эпоксидные и полиуретановые), стеариновая кислота (общего назначения, недорогой). АТГ без покрытия подходит только для термореактивных смол и водно-дисперсионных применений.
В: Каков механизм разложения АТГ?
О: При нагреве выше 200 °C ATH разлагается эндотермически: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O. Реакция поглощает около 1 000 кДж/кг тепла, охлаждая полимер и замедляя термическое разложение. Выделяющийся водяной пар разбавляет горючие газы и кислород в зоне пламени. Остаточный оксид алюминия формирует защитный керамический слой кокса. Сочетание эндотермического охлаждения, разбавления газов и образования кокса обеспечивает превосходную огнестойкость.
Вопрос: Допущен ли ATH для применения в контакте с пищевыми продуктами?
Ответ: Да, ATH FDA-одобрено в соответствии с 21 CFR 184.1240 для использования в качестве прямой пищевой добавки и в материалах, контактирующих с пищевыми продуктами. Широко применяется в пищевой упаковочной пленке, бумажных покрытиях и бутылках из ПНД. Европейское соответствие: одобрено в соответствии с Регламентом ЕС 10/2011 для пластиковых материалов, контактирующих с пищевыми продуктами. ATH также сертифицирован как Кошерный и Халяльный продукт.
Упаковка и доставка
- Стандарт: Бумажные многослойные мешки по 25 кг с внутренним полиэтиленовым вкладышем (влагонепроницаемые)
- Навалом: Биг-бэги по 500 кг / 1000 кг для полных контейнерных заказов
- Супер-мешки (биг-бэги): Доступны для заказов от 20 тонн и более
- Загрузка контейнера: 22-25 тонн на 20'FCL с поддонами, 25 тонн на 40'FCL навалом
- Срок выполнения заказа: 10-15 дней для стандартных марок, 20-30 дней для нестандартного размера частиц или обработки поверхности
- Документы: COA (с PSD), MSDS, ISO 9001, соответствие REACH, письмо о соответствии FDA, коммерческий инвойс, коносамент
- Условия поставки: FOB Циндао / CIF / CFR / DDP доступны
Как сделать заказ
Укажите вашу область применения (кабель LSZH / резина / стеклопластик / искусственный мрамор / другое), требуемую чистоту Al(OH)₃ (99,5 / 99,7 / 99,8%), размер частиц (D50), обработку поверхности (без покрытия / силан / стеариновая кислота), ежемесячный объём и пункт назначения поставки. Наши инженеры подберут подходящую марку и предоставят конкурентоспособное ценовое предложение в течение 2 часов. Бесплатные образцы 1–2 кг доступны для испытаний на огнестойкость.