Back to Blog

ATH Alev Geciktirici Mekanizması: Alüminyum Hidroksitin Neden Soğutur ve Karbonlaştırır

---

Alüminyum hidroksit (ATH), hacim olarak dünyanın en büyük yangın geciktirici maddesidir ve küresel tüketimi yılda 1.5 milyon tonun üzerindedir. Yangın geciktirici mekanizması, halojen bazlı sistemlerden temel olarak farklıdır: Yanmanın gaz fazı kimyasına müdahale etmek yerine, ATH yoğun fazda çalışır ve ısıyı emer, su salar ve kömürleşmeyi teşvik eder.

ATH ile MDH Yangın Geciktirici Karşılaştırması Aluminaworld'de, yangın geciktirici uygulamaları için özellikle ATH üretiyoruz ve yıllık kapasitemiz 80.000 ton, çeşitli yüzey işlemeli ve işlemsiz sınıflarda. Aşağıdaki veriler, kablo, kompozit ve tasarlanmış taş uygulamalarında müşterilerimizin ulaştığı performansı yansıtmaktadır.

Bu makale, ATH yangın geciktiriciliğinin kimyasını, yaygın polimerlerdeki pratik yükleme limitlerini ve optimal performans için nasıl formüle edileceğini açıklamaktadır.

1. Ayrışma Reaksiyonu: 1.300 kJ/kg Emiliyor ATH, 200 ila 300°C'ye ısıtıldığında, endotermik olarak ayrışır:

2 Al(OH)3 = Al2O3 + 3 H2O (buhar), delta-H = +1.300 kJ/kg

Bu tek reaksiyon aynı anda dört şeyi başarır:

Isı emilimi (1.300 kJ/kg ATH). Polimer, yanma döngüsünü yavaşlatacak veya durduracak şekilde tutuşma sıcaklığının altına soğutulur. Su buharı salınımı (orijinal kütlenin %35'i). Buhar, alev bölgesindeki yanıcı gazları ve oksijeni seyreltir. Alümina artığı oluşumu. Al2O3 kömürü, altındaki polimeri ısı ve oksijenden yalıtıcı bir bariyer görevi görür. Duman baskılanması. Halojen sistemlerinin aksine, ATH minimal duman ve korozif veya toksik gazlar üretmez.

Ayrışma sıcaklık penceresi (200 ila 300°C) kritiktir: Polimerin işleme sıcaklığının altında olmalı, ancak normal kullanım sıcaklığının üzerinde olmalıdır. 180 ila 220°C' de işlenen çoğu termoplastik için, ATH işleme sırasında ayrışır. 200 ila 240°C' de işlenen poliolefinler için, prematüre ayrışmayı önlemek için özel yüzey işlemeye ihtiyaç vardır.

2. Polimer Sistemi Göre Yükleme Seviyeleri Polietilen ve Polipropilen (Kablo, Boru) ATH yüklemesi: %50 ila %65 (makul akışkanlığı sağlayan maksimum yükleme). %40'ın altında, yangın geciktiricilik sınırda kalır. %65'in üzerinde, mekanik özellikler (özellikle kopma uzaması) önemli ölçüde zarar görür. Yaygın uzlaşma: %55 ila %60 ATH ile bir bağlayıcı ajan, mekanik performansı korumak için.

EVA ve Diğer Elastomerler (Kablo Kılıfı) ATH yüklemesi: %60 ila %75, elastomerik matris daha yüksek dolgu içeriğini tolere ettiği için mümkündür. EVA + %65 ATH, endüstri standardı LSZH kablo kompozitidir.

Doymamış Poliester ve Epoksi (Tasarlanmış Taş, Elektronik) ATH yüklemesi: Uygulamaya bağlı olarak %40 ila %60. Daha düşük yükleme (%40 ila %50), yüzey estetiği önemli olan dökme polimer tezgahlarında kullanılır. Daha yüksek yükleme (%55 ila %60), maksimum yangın geciktiricilik gerektiren elektrik lamine lerinde kullanılır.

PVC (Tel ve Kablo) ATH yüklemesi: %20 ila %40, duman baskılayıcı ve asit tutucu olarak. Esnek PVC'de antimon trioksit sinergisti ile birlikte kullanılır. Kombinasyon, koni kalorimetre testlerinde duman emisyonunu %50 ila %70 azaltır.

3. Yaygın Formülasyon Hataları Hata 1: Standart ATH Yerine Yüzey İşlemeli Sınıfları Kullanmamak İşlemsiz ATH, poliolefinlerle iyi bir şekilde bağlanmayan polar bir yüzeye sahiptir. Sonuç, mekanik özelliklerin (özellikle darbe dayanımı ve uzama) kötü olması ve işlemeyi zorlaştıran yüksek viskozitedir. Yüzey işlemeli ATH (silane, stearat veya titanat kaplama) %20 ila %30 daha pahalıdır ancak kompozit özelliklerini önemli ölçüde iyileştirir. Herhangi bir yüklemeyi %40'ın üzerinde kullanın.

Hata 2: Partikül Boyutu Etkilerini Göz Ardı Etmek ATH partikül boyutu, yangın geciktiricilik ve işleme açısından etkilidir. Kaba ATH (10 ila 20 μm), daha iyi yangın geciktiricilik (daha fazla kömür, daha yavaş ısı salınımı) verir ancak mekanik özellikler daha kötüdür. İnce ATH (1 ila 3 μm), daha iyi yüzey sonucu ve mekanik güç verir ancak yangın geciktiricilik biraz daha kötüdür. Çoğu LSZH kablo kompoziti, bimodal bir karışım kullanır: %70 kaba + %30 ince.

Hata 3: Kullanmama