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超细氢氧化铝粉体的制备及其表面改性概述

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行业动态
作者:
2022/09/13 14:00
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   超细氢氧化铝兼有阻燃、消烟、填充等多功能,成为用量多的环保型无机阻燃剂。 超细氢氧化铝用作阻燃添加剂时,不会产生二次污染,与多种物质协同发挥阻燃效果,广泛应用于复合材料阻燃添加剂中,通常超细氢氧化铝的添加量较多,在添加量一定的情况下,粒度越细阻燃效果越好。 因此,为了更好地发挥超细氢氧化铝粉体的阻燃效果,其含量和粒径对复合材料的阻燃性和力学性能有很大的影响。 为了达到一定的阻燃等级,并随着加入量的增加降低粉体对复合材料力学性能的影响,微型化、纳米化是ATH阻燃剂发展的新趋势,那么,下面一起了解下超细氢氧化铝粉体的制备及其表面改性概述吧!

超细氢氧化铝

  1、超细氢氧化铝的制备


  超细氢氧化铝的制备方法有物理法和化学法。 物理法通常是指机械法的化学定律有:物种分析法、溶胶-凝胶法、沉淀法、水热合成法、碳分法、超重力法等。


  1)机械法


  机械法是将经过清洗、干燥处理的非工业级氢氧化铝用搅拌磨或气流磨等设备粉碎研磨成粒度细的ATH粉末。 该方法生产的氢氧化铝用于电线、电缆的生产,其加工性能、延展性、阻燃性远不如化学法生产的氢氧化铝。 机械法制备过程简单,实验成本低,但由于产品杂质含量高, 该方法生产的ATH粉体形状不规则、粒度粗、分布广,一般在5~15m范围内,产品性能差。粒度分布不均匀,无法广泛应用。


  2)分型法


  超细氢氧化铝常用的分析方法的核心是在制备的铝酸钠溶液中添加超细ATH晶种,制备更纯净更细小的ATH粉体。 其中,晶种质量是影响ATH粉体粒度的重要因素。


  3)溶胶-凝胶法


  该方法主要是在一定水浴温度、搅拌速度和pH值的条件下水解铝的化合物生成氢氧化铝胶体,在一定条件下转化为凝胶,干燥研磨得到粒径较小的氢氧化铝粉体。


  4)沉淀法


  沉淀法的方式有直接和均匀沉淀两种。在沉淀过程中,沉淀剂和溶液的混合程度是影响产品性质的重要因素。 直接沉淀是指在铝酸盐溶液中加入沉淀剂,在一定条件下制备高纯度的超细氢氧化铝。 均匀沉淀法与直接沉淀不同,沉淀生长速度慢。


  5)水热合成法


  水热法主要是通过加热密闭反应容器,使原料在有机溶剂介质中进行高温高压反应制备ATH的方法。


  6)碳分法


  碳分法通过向铝酸钠溶液中通入CO2,控制反应条件制备氢氧化铝。


  2、超细氢氧化铝的表面改性


  1)表面改性剂目前用于超细氢氧化铝表面改性的主要改性剂有表面活性剂、偶联剂等。 包埋在其表面,而分子另一端的长链烷基与聚合物结构相似,具有很强的相容性,常见的表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠和硅油等。 其改性机理是分子一端的极性基团与无机材料发生化学反应或物理吸附.


  2)改性方法


  目前,主要通过干式改性和湿式改性的方式进行ATH的表面改性。 干式改性的特点是将粉体原料和改性剂或分散剂放入特定的设备中,湿式改性是指在预先配好的具有一定液固比的氢氧化铝浆料中加入改性剂,在一定温度下充分搅拌分散进行改性的方法。 该方法特点操作复杂,调节合适的转速搅拌混合,将改性剂包埋在氢氧化铝粉体表面,适用于大批量生产,但表面包埋均匀,改性效果好。


  3)改性机理


  超细氢氧化铝的表面改性是指在其表面吸附或包埋其他一种或多种物质,形成具有核-壳结构的复合体。增加颗粒间距,阻碍颗粒间团聚,同时提高氢氧化铝与有机高分子的亲和性,提高阻燃性, 其表面改性主要表现为有机改性,改性方式可分为两类。 其中,物理法是指采用脂肪酸、醇、胺、酯等表面活性剂进行表面包埋处理,改进加工工艺,提高有机高分子的抗冲击性能


  4)改性效果特征


  目前可以用两种方法评价超细氢氧化铝粉体的改性效果,在此,直接法是指通过测定填充有改性氢氧化铝的复合材料的阻燃、力学等性能, 间接法是通过测定氢氧化铝粉体改性前后表面的物理化学性质来评价改性效果的,评价改性效果。 该方法的特点是工艺复杂,但测试效果可靠。