中國粉體網訊  橡膠具有諸多特異的性能，如優(yōu)異的耐候性、電絕緣性等，在汽車、電子電氣、醫(yī)療器械、電力以及航空航天等領域廣泛應用。但橡膠受熱易分解，制品燃燒過程中不易自熄，極大地限制了其應用。因此提高橡膠的阻燃性能是其研究領域的一個重要方向，添加阻燃劑是改進其阻燃性能最常用的方法。通用阻燃劑包括鹵系阻燃劑與無鹵阻燃劑，無鹵阻燃劑又包括磷系、氮系阻燃劑、金屬氫氧化物、硅系阻燃劑以及復配阻燃劑。

(來源：Pixabay)

氫氧化鋁阻燃劑憑借著自身抑煙、阻燃、無毒、不揮發(fā)、價格低廉等優(yōu)點，在聚合物阻燃領域發(fā)揮了重要的作用，用量遠遠領先于其他阻燃劑。然而，氫氧化鋁作為無機填料與有機高聚物硅橡膠本體在物理形態(tài)和化學結構上極不相同，二者親和性差，這些限制了填充劑在聚合物中的添加量，而且還會影響制品性能。在橡膠配方中，氫氧化鋁對于制品的力學性能、電性能、憎水性和阻燃性能均有較大的影響。因此，通過對氫氧化鋁添加量及粒徑大小的研究，進而確定硅橡膠配方具有一定的實際應用價值。

氫氧化鋁粒徑及添加量對硅橡膠的影響

宋曉光等用激光粒度分布儀測試三種氫氧化鋁的粒徑，結果分別為1.2，2.6，3.2μm。設計各組氫氧化鋁的加入量分別為105，110，115，125，135份（質量，下同），用普通捏合機混煉膠料，混煉好的膠料停放一段時間后經稱量壓制成實驗試片，測試其力學性能、電性能、憎水性、阻燃性能及耐熱老化性能。結果發(fā)現(xiàn)從粒徑角度講，不同粒徑的氫氧化鋁對硅橡膠拉伸強度和撕裂強度的影響都較大，總體而言，添加粒徑3.2μm氫氧化鋁的拉伸強度最好，2.6μm的撕裂強度最好。而對于扯斷伸長率和硬度而言，添加量和粒徑不同氫氧化鋁的影響都沒有明顯的規(guī)律。

段金鳳等設計實驗天然膠100份；炭黑N22035份；氧化鋅6份；硬脂酸2份；硫磺2.4份；其他助劑3.2份，在試驗基本配方中加入不同添加量的超細氫氧化鋁，其余組份保持不變，硫化膠試樣的各項力學性能及阻燃性能的變化如下表：

從上表看出，在該配方體系中，隨超細氫氧化鋁添加量的增大，硫化膠力學性能呈現(xiàn)明顯的下降，拉伸強度、扯斷伸長率及撕裂強度均下降，相對體積磨耗量增大，耐磨性能變差。而硫化膠氧指數(shù)隨超細氫氧化鋁添加量的增大得到提升，在一定范圍內，氫氧化鋁添加量每增大30份，硫化膠氧指數(shù)約增大2個單位。阻燃性能主要依靠加入的超細氫氧化鋁來實現(xiàn)，氫氧化鋁添加量越大，硫化膠燃燒時氫氧化鋁分解吸收的熱量越多，并且產生的結晶水越多，進而更好的稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，提高氧指數(shù)及阻燃性能。但隨著氫氧化鋁填加量的增大，無機成份所占比例增大，含膠量降低，在受到外力作用時硫化膠中交聯(lián)鍵間協(xié)同能力減弱，導致力學性能下降。

為改善氫氧化鋁同聚合物之間的相容性，通常還采用偶聯(lián)劑對超細氫氧化鋁進行表面處理。

改性超細氫氧化鋁對天然橡膠性能的影響

段金鳳等在上述試驗基本配方中加入150份經硅烷偶聯(lián)劑表面處理后的超細氫氧化鋁。硅烷偶聯(lián)劑添加量分別為超細氫氧化鋁質量的0、1%、1.5%、2%、2.5%、3%，其余組份保持不變，硫化膠的力學性能及阻燃性能變化如下表所示：

從上表中看出，硅烷偶聯(lián)劑添加量對氫氧化鋁的應用效果表現(xiàn)為拉伸強度及伸長率先提升后下降，當硅烷偶聯(lián)劑添加量為1.5%時，改性超細氫氧化鋁應用效果最好，拉伸強度能達到13.10MPa，扯斷伸長率達到286.83%。硅烷偶聯(lián)劑添加量對改性超細氫氧化鋁的阻燃性能提升不明顯，硫化膠氧指數(shù)基本保持在30%左右，垂直燃燒均能達到阻燃FV－0級別。即在一定范圍內，硅烷偶聯(lián)劑添加量對改性超細氫氧化鋁應用效果的改善主要體現(xiàn)在力學性能方面，在阻燃性能、氧指數(shù)方面變化較小。

參考來源:

[1]宋曉光等.氫氧化鋁粒徑及添加量對硅橡膠性能的影響

[2]段金鳳等.超細氫氧化鋁對天然橡膠性能影響的研究

（中國粉體網編輯整理/山川）

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