基于ATH和MDH的阻燃剂
以氢氧化铝（ATH）和氢氧化镁（MDH）为基础的阻燃剂在受热时会释放出结晶水，而这种反应开始的温度正是区分这两种物质的关键。 因此，在进行任何选型时，首先要考虑的是您的加工过程会达到什么温度。如果加工温度与聚丙烯（PP）加工时的温度相似——即达到ATH已经开始释放水分的温度——那么MDH就是值得考虑的选择。
分类
将ATH或MDH归类为阻燃剂
Alpha Calcit 产品组合中的氢氧化铝和氢氧化镁
Alpha Calcit 的阻燃剂基于两种矿物氢氧化物：化学式为 Al(OH)₃ 的氢氧化铝和化学式为 Mg(OH)₂ 的氢氧化镁。其缩写 ATH 和 MDH 分别源自“三氢氧化铝”和“二氢氧化镁”的名称。 我们以 ALFRIMAL® 为品牌名称销售 ATH，以 ALFRIMAL® MG 为品牌名称销售 MDH。这两种活性成分均通过物理方式发挥作用：一旦材料温度超过一定阈值，它们便会释放水分。
Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG 生产的氢氧化铝和氢氧化镁不含卤素。除了防火功能外，ATH 和 MDH 作为填料还能增加配方体积，并影响材料的刚度和表面特性。这两条产品线均提供多种粒度和表面处理规格。
Alpha CALCIT Füllstoff GmbH & Co. KG 生产的氢氧化铝和氢氧化镁不含卤素。除了防火功能外，ATH 和 MDH 作为填料还能增加配方体积，并影响材料的刚度和表面特性。这两条产品线均提供多种粒度和表面处理规格。
作用原理
在什么温度下，ATH和MDH会在燃烧过程中释放水？
两种不同分解温度下燃烧过程的三个阶段
这两种氢氧化物在其晶格中都含有水，各占其质量的约三分之一。氢氧化铝从约200 °C开始析出这些水；而氢氧化镁则能保持至约300 °C，仅从该温度开始才释放水分。 晶体结合水何时释放，取决于材料所处的温度范围。ALFRIMAL® 和 ALFRIMAL® MG 的分解温度范围较窄，因此它们会在较窄的温度范围内释放水分。
火灾发生时的过程可分为三个阶段。其中的物理过程与ATH或MDH的应用场景无关，均会独立发生。
加热至分解温度
只要材料内部的温度低于相应氢氧化物的分解温度，水就会保持在晶体中。这一阈值在产品制造过程中同样适用。例如，在聚丙烯（PP）加工过程中，ATH会在产品尚未完成前就已失去水分；而对于MDH而言，该阈值则更高。
伴随放水的分解
如果火势温度超过其分解温度，氢氧化物就会释放出水。这种分解过程会消耗能量，从而带走火势中的热量，并减缓热分解。 产生的水蒸气会降低可燃气体的浓度，并将氧气从火场中置换出去。
氧化物残留物作为屏障
水分挥发后，会残留金属氧化物。它们在表面形成一层薄膜，阻碍热量向下层材料传递，并阻止氧气渗入。
面料对比
氢氧化铝与氢氧化镁的区别
两种活性成分基底的已证实特性，逐行列举
| 属性 | 氢氧化铝（ATH） | 氢氧化镁（MDH） |
|---|---|---|
| 化学式 | Al(OH)₃ | Mg(OH)₂ |
| Alpha Calcit 旗下品牌 | ALFRIMAL® | ALFRIMAL® MG |
| 供水开始 | 约200 °C起 | 约300 °C起 |
| 结合水 | 约占总质量的三分之一 | 约占总质量的三分之一 |
| 热稳定性 | 至约200 °C | 高于ATH |
| 表面特征 | 两性 | 碱性 |
| 粘度与流动行为 | 视配方和用途而定 | 视配方和用途而定 |
| 燃烧气体和烟雾 | 不含卤素，不会产生有毒气体 | 不含卤素，不会产生有毒气体 |
| 平均粒径 d₅₀ | 1.3 至 20 µm，视型号而定 | 2 至 8 µm，视型号而定 |
| 白度 Ry | 94 至 98，具体取决于型号 | 93 至 95，视型号而定 |
| 型号 | 不同粒度和表面处理的类型，其中包括两种沉淀型 | 带或不带疏水表面涂层，以及不同粒度 |
d₅₀ 和白度均为平均值，不具有法律约束力。
在两种材料之间进行选择时，通常以“放水率”这一参数为出发点，因为它能表明阻燃剂是否能承受您的加工温度。 以聚丙烯（PP）加工为例，这一指标表明MDH更具优势。此外，表面特性也会影响配方中添加剂的作用效果，以及粘度和流动性能的表现；这些特性只有在使用您的原材料进行试验后才能显现出来。
ALFRIMAL®系列中刨光型、涂层型和未涂层型的对比
| 执行 | 类型 | 平均粒径 d₅₀ | 白度 Ry | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| 喜欢 | ALFRIMAL® 506 P、509 P | 1.4 µm 或 1.3 µm | 98 或 97 | 颗粒极其细小；具有阻燃和减烟效果，且不会影响产品的颜色、表面或手感 |
| 未涂层，非常细腻 | ALFRIMAL® 104、105、106 | 4 µm、3 µm、2 µm | 97, 97, 98 | 细粒级ATH的替代品；应用范围广泛 |
| 经过疏水表面处理 | ALFRIMAL® 104 HS、106 HS | 4微米或2微米 | 白色，未标注“Ry” | 疏水表面；适用于需要与基质发生疏水相互作用的配方 |
这三种规格均适用于电缆混合物、橡胶制品和弹性体泡沫。其中，沉淀型产品的平均粒径最小。若需在非极性配方中提高矿物的润湿性，可选用经表面处理的类型。 在固体表面材料（Solid Surface）应用中，极细的未涂层类型还可与其他ATH类型配合使用。通过样品的联合试验，可确定哪种规格最适合您的混合物。
应用
何时应考虑采用基于ATH或MDH的无卤阻燃剂
以应用场景和目标防火等级为出发点
您的产品是否需要无卤矿物阻燃剂，还是仅使用矿物填料即可，这在很大程度上取决于具体应用场景以及您希望达到的防火等级。 不同应用场景在发生火灾时的表现各不相同，在某些情况下还可能属于不同的防火等级；例如，塑料比抹灰更容易燃烧。若要达到更高的防火等级，应在配方中加入ATH或MDH等阻燃剂。
通过技术咨询，可以确定量身定制的解决方案是否也适用于您的应用场景。
ATH和MDH在防火方面的优势
ATH和MDH的一大优势在于其无卤素的成分。发生火灾时，阻燃剂本身不会释放出卤化氢。火灾中也不会产生有毒或腐蚀性气体。
此外，这两种材料都能显著减少烟雾的产生。ATH和MDH对环境无害，而且火灾后残留的氧化层也完全安全。
填充度对您的配方意味着什么
这两种氢氧化物的效果取决于用量，因此通常需要较高的填充率。您的配方中填充率应达到多高，主要取决于应用场景、消防测试的预期结果、所需的加工性能以及最终产品应具备的表面特性等因素。 我们不提供通用的填充度范围，因为具体填充度取决于您的配方。 随着填充度的提高，粘度和密度会增加，材料在加工过程中的韧性也会增强。因此，较高填充度对您的工艺会产生何种影响，只有通过与您协商后进行的样品试验才能确定。
适合使用ATH的情况
如果您的加工温度低于氢氧化铝脱水的温度范围，则ATH可作为活性成分基料使用。它主要应用于电缆、橡胶和热塑性塑料行业。 ATH 能够发挥阻燃作用，同时不会影响产品的颜色、表面或手感。在 ALFRIMAL® 产品系列中，超细型号主要用于电缆混合料，而较粗的型号则适用于树脂、涂料、涂层和矿物材料等领域。 ALFRIMAL®系列产品的性能不受pH值影响。关于ATH与您配方中添加剂的相互作用，我们将通过实验与您共同确认。
适合采用MDH的情况
聚丙烯（PP）加工是MDH的典型应用案例，因为在该工艺中，ATH会立即析出水分，而ALFRIMAL® MG则需在约300 °C时才会释放水分。 ALFRIMAL® MG 主要适用于电缆护套混合物、弹性体和热塑性弹性体（TPE）、白色产品的绝缘塑料以及屋顶防水卷材等。我们将根据您的具体应用场景，确定采用带疏水涂层还是不带疏水涂层的版本更为合适。
选择
选择ATH还是MDH的标准
用于缩小预选范围的参数
一种阻燃剂，如果其脱水反应在加工温度以下就开始，那么在产品完成之前，其效果就会丧失。这还可能导致加工过程中出现废品或表面缺陷。 因此，请首先确认您的工艺在混合机或挤出机中达到的温度；例如，对于PP加工而言，该测试将得出MDH值。表格中的其余行则用于确定在所选活性成分基料范围内，哪种类型可能适合您的配方。
| Parameter | 技术意义 | 对选拔的影响 |
|---|---|---|
| 工艺的加工温度 | 在分解温度以上，脱水反应已在混合机或挤出机中开始 | 确定ATH和MDH之间的预选结果 |
| 活性成分基础 | 确定从哪种温度开始释放水 | ATH 约从 200 °C 开始，MDH 约从 300 °C 开始 |
| 表面特征 | ATH 两性，MDH 碱性；会影响与添加剂的相互作用 | 将配方中的添加剂纳入预选范围 |
| 粒度分布 | 会影响分散效果、表面质量以及可达到的填充率等因素 | 粒度更细的类型适用于粘度大幅上升时获得更均匀的表面，粒度较粗的类型则适用于更高负载的情况 |
| 表面处理 | 未经处理的表面具有亲水性，而经过涂层的表面则具有疏水性 | 疏水涂层可提高分散性，并使填料用量更高；其效果取决于具体应用 |
| 填充率 | 矿物质的作用取决于用量，并受相关配方或应用的填充程度影响 | 厚度主要取决于应用场景、测试结果、可加工性以及表面状况等因素 |
| 粘合剂及其他配方成分 | 影响阻燃剂在最终产品中何时以及如何发挥作用 | 对贵实验室与Alpha Calcit实验室之间协作情况的评估 |
上述列表并非详尽无遗；根据您的配方和具体应用，还可能存在其他影响因素。
以固体表面材料为例的疏水涂层
固体表面（Solid Surface），即用于台面、墙面饰面、搁架或窗台的矿物材料，展示了ATH疏水涂层所能带来的效果。 一种特殊涂层可降低填充树脂混合物的粘度，从而有助于形成耐介质、防污的表面。此外，由于它还能改善分散性，因此在某些情况下，混合物的填料含量可以更高。 至于具体应选用哪种类型和粒度的填料，无法一概而论，因为每种配方都各不相同。
技术咨询
技术咨询中关于ATH与MDH的选择
我们需要哪些信息来进行初步筛选
若需技术咨询，我们需要您提供以下信息：具体应用场景、加工过程中最高温度的大致范围、目前使用的填料、所需的防火测试要求，以及您对颜色、表面处理和密度的要求。 根据这些信息，我们将与您共同确定活性成分基础，并为您量身定制符合条件的ALFRIMAL®产品型号清单，或评估是否需要针对您的应用场景提供定制化解决方案。为此，我们将向您寄送样品，供您在自己的配方中进行测试。 如果对您的应用而言有必要，我们将按您要求配制样品，以便您能够将涂层和未涂层两种版本并排进行测试。
联系方式：销售部· 电话 +49 2236 8914-0 · 电子邮件 sales@alpha-calcit.de
产品系列
ALFRIMAL® 适用于 ATH，ALFRIMAL® MG 适用于 MDH
哪个系列属于哪种活性成分基底
ALFRIMAL® 系列涵盖了我们以氢氧化铝为基础的阻燃剂。各型号在粒度及表面处理等方面存在差异。其中，粒度较粗的型号具有优化的粒度分布，可实现高填充率，并能提升高填充体系的加工性能。 您可在“ALFRIMAL® 氢氧化铝基型号”中查看相关概述。
ALFRIMAL® MG 是以氢氧化镁为基础的产品系列，包括带疏水表面涂层和不带疏水表面涂层的两种类型。当您的加工工艺（例如聚丙烯（PP）加工）的温度超出 ATH 的温度范围时，该系列产品是合适的选择。 具体规格和型号请参见“ALFRIMAL® MG”下的氢氧化镁产品页面。这两条产品线均由我们采用受控来源的原料加工制成。
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常见问题
配方开发人员关于ATH和MDH的常见问题
延伸阅读
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- ALFRIMAL® MG（详见氢氧化镁产品页面）· ALFRIMAL® MG 系列的产品型号与规格
- 销售联系· 联系表单、各地办事处联系方式及销售联系
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