Alumina Trihidrat dalam Cat dan Pelapis

Permintaan Alumina Trihydrate yang digunakan dalam cat dan pelapis diperkirakan akan mendorong pertumbuhan pasar selama periode perkiraan, karena meningkatnya industri konstruksi dan otomotif serta peraturan keselamatan kebakaran yang ketat yang mendorong permintaan Alumina Trihydrate.

Alumina trihidrat memiliki toksisitas akut dan ketersediaan hayati yang rendah; namun, penggunaan kronis dapat menyebabkan hiperkalsemia (Poisindex 1998).

Kelarutan

Alumina trihidrat adalah bubuk putih dengan kelarutan rendah dalam air dan etanol, tetapi memiliki sifat amfoter, yang berarti dapat berikatan dengan asam dan basa. Asam sulfat encer dan asam klorida larut dengan baik sementara tetap tidak larut dalam asam nitrat; titik lelehnya membuatnya cocok untuk aplikasi suhu tinggi seperti keramik dan enamel, sementara produksi logam aluminium serta pengisi tahan api dalam komposit polimer menggunakannya secara luas.

Pasar alumina trihydrate global diperkirakan mencapai lebih dari 100 juta ton pada tahun 2019 dan tumbuh dengan tingkat pertumbuhan gabungan tahunan rata-rata sekitar 7%. Pasar ini dibagi menjadi beberapa aplikasi, jenis produk, industri penggunaan akhir dan aplikasi penggunaan akhir dengan penggunaan akhir plastik yang merupakan pangsa pasar terbesar karena meningkatnya konsumsi di sektor konstruksi, otomotif, dan listrik & elektronik - sebagian besar disebabkan oleh persyaratan pengurangan emisi karbon yang mendorong penggantian komponen logam dengan komponen plastik dalam komponen kendaraan bermotor.

Alumina trihydrate adalah zat yang sangat berguna dengan berbagai aplikasi, mulai dari pigmen tinta dan pengisi kertas, adsorpsi, pelumas dan aplikasi bahan tahan api, manufaktur pembuatan logam alumina, dan sebagai pereaksi analitik. Diproduksi melalui pelarutan bauksit dalam natrium hidroksida menggunakan proses Bayer dan selanjutnya dipisahkan dari padatan dengan pemanasan; namun prosedur yang intensif energi ini menimbulkan masalah lingkungan.

Paparan inhalasi terhadap alumina trihidrat telah dikaitkan dengan penyakit pernapasan pada pekerja yang menanganinya (Ueda dkk., 1958; Edling, 1961). Fibrosis paru juga telah dilaporkan terjadi setelah paparan inhalasi yang melibatkan debu pirofosfat yang ditumbuk halus dan bentuk aluminium lainnya (Park et al. 1996 dikutip dalam ATSDR 1999).

Precipitated Alumina Trihydrate adalah pemimpin pasar, yang terdiri dari lebih dari 40% pasar Alumina Trihydrate global pada tahun 2019. Produk ini menawarkan banyak keunggulan dibandingkan Alumina Trihydrate yang digiling, termasuk viskositas yang lebih rendah pada aplikasi SMC poliester dan sifat tahan api yang lebih baik. Selain itu, endapan Alumina Trihydrate dapat lebih murah untuk dibeli karena kelembapannya yang diserap secara fisik menguap saat dipanaskan dibandingkan dengan partikel Alumina Trihydrate yang terurai; membuat bentuk ini cocok untuk aplikasi yang membutuhkan pengawetan cepat dengan peningkatan ketahanan benturan dan jangka waktu pengawetan yang cepat.

Toksisitas

Alumina trihidrat digunakan dalam produksi senyawa aluminium seperti alumina terkalsinasi, polialuminum klorida, aluminium sulfat, alumina nitrat, dan zeolit. Selain itu, alumina trihydrate juga berfungsi sebagai bahan penghambat api dan penekan asap serta bahan insulasi termal. Antimon telah dilarang oleh Uni Eropa. Kadmium memberikan alternatif yang efektif, menawarkan kualitas tahan api yang unggul dan kompatibel dengan banyak pelarut organik. ATH dapat dengan mudah ditambahkan ke sistem busa poliuretan, lateks dan neoprena, penutup dinding vinil & penutup lantai serta kawat karet & isolasi kabel sebagai bubuk putih dengan konduktivitas termal yang sangat baik dan kemampuan menekan api. Larut dalam air, alkohol dan produk minyak bumi; dapat dicuci dengan menggunakan air sabun atau larutan asam; sangat stabil pada suhu tinggi dan tahan abrasi.

Aluminium yang digiling dapat diekskresikan melalui air seni dengan kurang dari 10% yang diserap (Gorsky dkk. 1979), dengan sebagian besar diproses melalui metabolisme hati dan dieliminasi melalui sekresi hati (Kaehny dkk. 1977). Sebaliknya, alumina trihidrat dengan cepat diserap dari usus ke dalam urin melalui penyerapan yang cepat dari sumbernya (Lansdown 1973 dikutip oleh ATSDR 1999), dengan hanya sedikit penyerapan sistemik yang terjadi (ATSDR 1999). Ketersediaan hayati tergantung pada bentuk pemberian dan juga keberadaan zat pengompleks seperti kalsium sitrat yang meningkatkan penyerapan melalui pembentukan kompleks (misalnya). Kalsium sitrat dapat meningkatkan penyerapan dengan menciptakan kompleks yang dapat diserap yang meningkatkan tingkat penyerapan secara dramatis dan dengan demikian meningkatkan ketersediaan hayati secara dramatis; kalsium sitrat makanan meningkatkan penyerapan melalui pengompleks.

Meskipun data karsinogenisitas kronis untuk senyawa aluminium lainnya tersedia, namun data ini tidak memberikan data yang cukup untuk penilaian paparan pada manusia melalui paparan kulit atau penghirupan terhadap Alumina Trihydrate. Oleh karena itu, dipilihlah indeks bahaya rute oral sebesar satu.

Anggota sub-komite menetapkan bahwa Alumina Trihydrate tidak mungkin menimbulkan risiko non-kanker yang signifikan melalui jalur paparan kulit, berdasarkan permeabilitas airnya, tingkat aplikasi tertinggi yang diharapkan sebesar 7,5 mg/cm2, Persamaan 1 dari Bab 3, dan nilai RfD kulit seperti yang ditentukan dalam Bab 3. Hal ini membuat mereka sampai pada 1,5 mg/kg/hari sebagai kesimpulan.

Ketersediaan hayati

Alumina trihydrate (Al3O4) adalah bubuk atau butiran putih lembam dengan stabilitas termal yang sangat baik dan kadar air yang rendah, sehingga cocok untuk digunakan sebagai bahan perekat di berbagai industri. Asbes dapat digunakan sebagai penghambat api, penahan api, dan penahan asap pada plastik, karet, tekstil, insulasi kawat dan kabel, penutup dinding dan lantai vinil, serta sistem epoksi; selain itu, asbes juga dapat digunakan sebagai bahan pemutih pada industri kertas. Produksi bahan penghambat api dan penekan asap dilakukan melalui proses pencernaan bauksit oleh Bayer, di mana air dengan suhu lebih dari 180 derajat Celcius dihilangkan untuk mendinginkan permukaannya dan menghalangi masuknya oksigen, sehingga memberikan sifat penghambat api dan penekan asap pada bahan ini. Bahan penghambat api dapat digunakan sebagai pengganti antimon untuk vinil sebagai pengganti non-toksik rendah asap, serta bahan baku penting dalam produk seperti sistem busa poliuretan, isolasi kabel, dan termoplastik.

Alumina trihydrate yang tahan abrasi banyak digunakan sebagai pengisi dan penguat pada cat, perekat, sealant, dan plastik untuk meningkatkan kekuatan, daya tahan, dan penampilan. Alumina trihydrate juga merupakan komponen integral dari bahan permukaan padat yang digunakan pada meja dapur dan perlengkapan kamar mandi; kemurnian dan kondisi pengendapannya menentukan morfologinya - partikel gumpalan dengan viskositas lebih rendah dapat menghasilkan viskositas yang lebih rendah sementara butiran plastis meningkatkan viskositas.

Menghirup dan menelan alumina trihydrate dapat menimbulkan efek kesehatan yang merugikan. Untuk mengatasi risiko ini, Badan Pengawas Zat Beracun dan Registrasi Penyakit telah menetapkan tingkat risiko minimal oral durasi menengah (MRL) sebesar 2,0 mg aluminium/kg setiap hari dalam analisis tingkat risiko minimalnya; selain itu, Badan Pengawas Zat Beracun dan Registrasi Penyakit juga menetapkan tingkat risiko minimal paru-paru (LMRL) sebesar 15 mg/m3 debu aluminium sebagai nilai ambang batas kombinasi MRL/LMRL.

Peningkatan konsumsi plastik oleh industri otomotif dan konstruksi mendorong pertumbuhan pasar alumina trihidrat global. Peraturan yang dirancang untuk mengurangi berat kendaraan untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar dan emisi karbon semakin mendorong penggunaan plastik sebagai bahan alternatif untuk logam.

Pasar dapat dibagi berdasarkan industri penggunaan akhir menjadi plastik, bangunan & konstruksi, cat & pelapis, dan aplikasi lainnya. Plastik saat ini memegang pangsa terbesar di pasar ini, diikuti oleh segmen bangunan & konstruksi dan cat & pelapis. Plastik diperkirakan akan mengalami pertumbuhan tercepat karena meningkatnya kesadaran konsumen dan peraturan yang mewajibkan pengurangan berat badan mobil.

Keamanan

Produksi tahunan Alumina Trihydrate (ATH) sebagian besar digunakan sebagai penghambat api. Ketika diintegrasikan ke dalam molekul polimer, ATH menciptakan penghalang kimiawi yang menunda perambatan api dengan memancarkan uap air yang mengencerkan ke atmosfer untuk membantu mengurangi pembakaran dan menghentikan penyebarannya. Selain itu, karet sering kali menggabungkan zat ini untuk meningkatkan sifat fisik.

Alumina trihydrate mungkin tidak mudah diserap oleh tubuh karena data kelarutan yang terbatas; namun, informasi tersebut tidak dapat diekstrapolasikan secara kuantitatif menjadi ketersediaan hayati karena mungkin ada pengaruh yang tidak diketahui seperti pola makan yang memengaruhi penyerapan.

Ketika dikonsumsi secara internal, Alumina Trihydrate (ATH) diekskresikan melalui tinja tanpa diserap secara sistemik. Meskipun tidak menyebabkan iritasi saat terhirup sebagai partikel debu halus, paparan dalam waktu lama dapat menyebabkan iritasi pernapasan dan harus dihindari untuk menghindari hasil kesehatan yang merugikan.

Karena toksisitasnya yang rendah, alumina trihidrat tidak menimbulkan bahaya lingkungan yang signifikan. Meskipun tidak mencemari tanah atau sumber air, prosedur penanganan dan pembuangan yang tidak tepat dapat melepaskan partikel debu yang berlebihan yang dapat mengiritasi mata, hidung, dan tenggorokan.

Stabilitas termal alumina trihidrat membuatnya cocok untuk aplikasi yang menuntut suhu yang lebih tinggi, termasuk penggunaan sebagai antasida untuk menyangga tingkat pH isi perut. Produksi dilakukan melalui proses Bayer yang melarutkan bauksit dalam natrium hidroksida pada suhu tinggi.

Badan Pengawas Zat Beracun dan Penyakit telah menetapkan dosis referensi oral (RfD) sebesar 1,5 mg aluminium/kg setiap hari untuk alumina trihidrat. RfD ini dihitung dengan asumsi seorang anak terpapar alumina trihydrate dengan menghisap 50 cm2 kain yang dilapisi alumina trihydrate selama dua tahun dan satu jam per hari, selama dua tahun dan satu jam/hari. Risiko kanker mulut diperkirakan dengan menggunakan kombinasi perkiraan risiko fibrosarkoma kulit, kanker paru-paru dan kanker usus besar untuk tikus dan tikus yang terpapar alumina trihidrat. Perkiraan ini kemudian dikalikan dengan faktor ketidakpastian komposit sebesar 300 (10 untuk ekstrapolasi antar spesies dan 10 untuk variabilitas intraspesies; lihat Tabel 6-3 pada bagian Penilaian Toksisitas Kuantitatif). Indeks bahaya kanker yang dihasilkan dari proses ini kemudian dibagi dengan RfD untuk mendapatkan nilai RfC oral.