Гидроксиды металлов.

Гидроксиды алюминия и магния занимают первое место среди антипиренов по объёму применения (более 40% всего объёма антипиренов). Это обусловлено их низкой стоимостью по сравнению с системами на основе галогенов или фосфора. Неорганические гидроксиды легки в обращении и нетоксичны. Правильно подобранная система на основе гидроксида металла позволяет получить дешёвый негорючий материал с небольшим количеством дыма, выделяющегося при разложении.

Гидроксиды металлов под воздействием высоких температур разлагаются с выделением воды. Реакция разложения является эндотермической, что приводит к охлаждению субстрата до температур ниже точки воспламенения. Образование воды способствует разбавлению горючих газов, выделяющихся при разложении, ослабляет действие кислорода и уменьшает скорость горения. Эффективность гидроксидов прямо пропорциональна их содержанию в полимере.

Применение гидроксидов в качестве антипиренов постоянно возрастает, что обусловлено давлением экологических организаций, обеспокоенных влиянием галогенсодержащих соединений на окружающую среду.

Гидроксид алюминия (АТН) – применяется в эластомерах, реактопластах и термопластах. Разлагается при температурах 190 - 230⁰С в зависимости от размера частиц (0,25-3 мкм). Одна из основных областей применения – повышение огнестойкости бутадиен-стирольного латекса, используемого при производстве ковровых покрытий. Также он широко используется для изготовления негорючей эластомерной кабельной изоляции, ленточных транспортёров, кровельных материалов и шлангов. Возможно использование для повышения огнестойкости ненасыщенных полиэфиров, применяемых в различных областях.

Этот антипирен широко применяется в полиолефинах, ПВХ, термоэластопластах и т.д. Наибольшая эффективность наблюдается при использовании гидроксида алюминия в кислородсодержащих полимерах (ПЭТ, ПБТ, ПА) Основные направления модификации гидроксида алюминия направлены на повышение его теплостойкости. Этого можно достичь при реакции АТН со щавелевой кислотой, что даёт основной оксалат алюминия (ВАО) с термостабильностью до 330⁰С. Модификацию также производят реакцией с фосфорной кислотой или её эфиром, в результате чего получаются фосфинаты алюминия. Наибольшая эффективность фосфинатов алюминия была отмечена в кислородсодержащих полимерах (ПЭТ, ПБТ) и полиамидах. Но и у этих соединений есть недостатки – они неприменимы в полиолефинах и АБС, кроме того, они существенно дороже, чем гидроксиды.

Гидроксид магния (МН)– представляет собой белый порошок с размером частиц от 0,5 до 5 мкм. Так же как и гидроксид алюминия для достижения соответствующего огнезащитного эффекта вводится в количестве 50-70% от массы полимера. Гидроксид магния дороже, чем гидроксид алюминия, поэтому объём применения на порядок меньше. Но у него есть одно неоспоримое преимущество - он обладает более высокой теплостойкостью (до 300⁰С), поэтому может применяться при переработке конструкционных термопластов. В основном используется в полипропилене, АБС пластиках и полифениленоксиде. Не рекомендуется использовать этот антипирен в термопластичных полиэфирах (ПЭТ, ПБТ), так как он ускоряет деструкцию таких полимеров.

Триоксид сурьмы в сочетании с галоидпроизводными. Такое сочетание обусловлено синергетическим эффектом. Предполагается, что эффект обусловлен взаимодействием триоксида сурьмы с выделяющимся галоидводородом с образованием галоидоксидов и тригалоидных соединений сурьмы. Первые катализируют образование коксовой фазы, а вторые реагируют с кислородом воздуха с образованием тонкодисперстного оксида сурьмы и снижением температуры в зоне горения за счет тепловых потерь.

Основным недостатком гидроксидов металлов является высокая дозировка (50-70%). Она приводит к сильному росту вязкости при переработке в изделия и к снижению физико-механических свойств. Многочисленные исследования направлены на устранение этих недостатков.