亲水与疏水白炭黑在UPR/ATH体系中的选型对比
氢氧化铝（ATH）是UPR/FRP复合材料中主要的无卤阻燃剂，用量40–65 phr。白炭黑能否悬浮这一高填充量的ATH、避免桥联絮凝和硬沉降，完全取决于表面化学。本页解析ZEMSIL FS-200（亲水）为何在ATH/UPR体系中失效，以及ZEMSIL FH-200D（DMDCS疏水）为何是唯一正确选择。
| 规格 | ZEMSIL FS-200 | ZEMSIL FH-200D |
|---|---|---|
| 表面化学 | Si-OH rich (hydrophilic) | Si-O-Si(CH₃)₂ (DMDCS-treated) |
| 比表面积 | 200 m²/g | ~110 m²/g |
| 苯乙烯润湿性 | Poor | Excellent |
| 对ATH表面的亲和力 | Strong – causes bridging | None – stays in resin |
| 在UPR中的触变网络 | Fails – migrates to ATH | Effective – builds 3D network |
| 防硬沉降效果 | No – worsens settling | Yes – soft settling, re-dispersible |
| ATH体系中推荐用量 | Not recommended | 0.5–1.5% |
| 甲醇润湿性 | Wets in water | ≥40% methanol |
| 最佳应用场景 | Silicone rubber, pharma, cosmetics | UPR/ATH FRP, flame retardant composites |
如何选型
- ▸亲水白炭黑适用于水性、极性或硅橡胶体系，不适合苯乙烯稀释的聚酯体系。
- ▸在高填充ATH的UPR体系中，Si-OH···HO-Al竞争吸附使亲水白炭黑迁移至ATH表面，破坏树脂网络并引发桥联絮凝，加剧硬沉降。
- ▸ZEMSIL FH-200D经DMDCS处理，表面全为甲基（–CH₃），对ATH无亲和力，留在树脂相中建立悬浮ATH（40–65 phr）所需的触变网络。
- ▸分散顺序：先在苯乙烯中充分分散FH-200D，再加UPR，最后加ATH。
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