氫氧化鋁微粉改性的研究

表面活性劑對氫氧化鋁表面改性的研究

氫氧化鋁(ATH)是一種重要的無機(jī)化工原料，

但是ATH是一種表面較性強(qiáng)、親水疏油特征明顯的物質(zhì)，與弱較性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系高分子材料表面性質(zhì)差異非常大，因此其用作高分子阻燃填料時，與材料的界面相容性差，導(dǎo)致材料加工成型困難，力學(xué)性能急劇下降。為了提高ATH與高分子材料間的力學(xué)相容性。一種有效的途徑是對ATH粉體表面進(jìn)行改性。

目前，關(guān)于ATH表面改性的方法有干法和濕法兩種。干法主要是采用硅烷偶聯(lián)劑或者其他偶聯(lián)劑進(jìn)行改性,濕法則通常是采用硬脂酸、硬脂酸鈉等陰離子表面活性劑進(jìn)行改性,相比干法，濕法具有操作簡單、表面改性劑分散性好及改性后的粉體表面包覆均勻等特點，因此，改性效果更好。ATH濕法改性用表面活性劑中，關(guān)于非離子表面活性劑的研究鮮見報道，鑒于非離子表面活性劑通常具有較好的生物降解性，為了開發(fā)更為綠色環(huán)保的 改性工藝，選擇表面活性劑，對其用于改性ATH的工藝條件及效果進(jìn)行了研究。

1.1 主要原料

氫氧化鋁，粒徑為1-100 pm ;-40(S-40), 85(S-85),分析純(AR);硬脂酸，分析純(AR);硬脂酸鈉，化學(xué)純(CP);無水乙醇，分析純(AR).

1.2 改性ATH的制備

將ATH用去離子水分散，配制成一定濃度的漿料，然后加入到三口燒瓶內(nèi)恒溫攪拌，同時緩慢滴加一定濃度的表面活性劑乙醇溶液，滴加完畢后繼續(xù)攪拌片刻，靜置，再進(jìn)行反復(fù)真空抽濾和洗滌，將所得固體物于110℃干燥5h,經(jīng)粉碎后得到改性的ATH粉末。

1.3 性能測試與表征

1)懸浮體積測試。稱取1g改性前(或后)的ATH粉末置于25 mL具塞量筒內(nèi)，添加液體石蠟至刻度線，超聲處理20 min,搖勻后靜置，同時開始記錄不同時刻樣品的懸浮體積。對于不同試樣，若靜置時間相同，懸浮體積越大者，說明ATH粉體分散越均勻，相容性也越好。

2)接觸角測定。采用JC2000D1接觸角測量儀對樣品進(jìn)行水接觸角測試。

3)粒徑分析。采用BT-9300Z激光粒度分布儀對樣品進(jìn)行粒徑分析。

4)紅外光譜分析。采用IRAffinity-1傅里葉變換紅外光譜儀對樣品以KBr壓片進(jìn)行紅外分析。

5)TG-DSC分析。采用STA 449 F3同步熱分析儀對樣品進(jìn)行熱重(TG)和差示掃描量熱(DSC)分析。測試溫度范圍為50-800 ℃，升溫速率為10℃/min, 空氣保護(hù)，流量為1 mL/min.

2.1 改性工藝條件探討

2.1.1 改性劑用量的影響

ATH經(jīng)不同用量表面活性劑改性1h后的懸浮體積測試結(jié)果，隨著改性劑用量(msm,)的增加，改性后ATH 的懸浮體積均會出現(xiàn)一個大值，說明改性劑存在著用量，這主要是因為表面活性劑在ATH表面發(fā)生疏水作用吸附，當(dāng)表面活性劑用量較少時為定向單層吸附，親水基吸附在固體表面，而疏水基朝向水相，單層吸附飽和時固體表面疏水性強(qiáng)，故懸浮體積大，繼續(xù)增加表面活性劑用量，此時因疏水基的相互作用而形成親水基向外的雙層吸附結(jié)構(gòu)，使得固體表面的疏水性下降而親水性增強(qiáng)，對于不同的表面活性劑，各自的佳用量也不盡相同，S-85的me/m,值為0.01 ,S-60為0.03,s-0為0.04,依次加大，且正好與這3種表面活性劑的親水親油平衡值(HLB值)變化情況一致(S-40.S-60,S-85的HLB值分別為6.7.4.7,1.7),即HLB 值越小，用量也越小，這主要是因為HLB值越小，表面活性劑的疏水性就越強(qiáng)，從而越有利于表面活性劑在固體表面發(fā)生的疏水作用吸附。

2.1.2 改性時間的影響

面活性劑經(jīng)不同時間改性后的懸浮體積測試結(jié)果。

隨著改性時間的增加，改性ATH 的懸浮體積先上升到大值，然后開始下降，S-40,S-60和S-85的改性時間分別為50、60,60 mino改性效果隨時間變化的主要原因可能是因為改性時間過短，表面活性劑不能被充分吸附，導(dǎo)致乳化進(jìn)行不完全，因而改性ATH的懸浮體積較小，但如果改性時間過長，則乳化體系會因為持續(xù)的攪拌而發(fā)生破乳，從而使改性ATH的懸浮體積下降。

特點

活性氫氧化鋁是采用復(fù)合偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性的半疏水產(chǎn)品，經(jīng)改性后大大改

善粉體在高分子材料中的分散，從而提高材料的機(jī)械性能，也優(yōu)化了粉體的阻燃

性能。

3.改性氫氧化鋁應(yīng)用

?環(huán)氧樹脂

*復(fù)合絕緣子；

*油漆涂料；

*聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、橡膠、電線電纜；

*不飽和聚脂等高分子材料、EVA.尼龍等工程塑料。

性質(zhì)性能

*無害無味，環(huán)境友好，屬綠色阻燃；

*經(jīng)過改性，大大改善了粉體在高分子材料中的分散，還有利于提高材料機(jī)

械性能；

*經(jīng)改性后，尤其是應(yīng)用于復(fù)合絕緣子，可避免注塑時粘模，降低次品率。

可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行加工生產(chǎn)，主要提供(800目--12500目)

包裝貯存

包裝：塑編雙層覆膜袋，每袋凈重20kg或25kgo

貯存：干燥、通風(fēng)、防潮。

運(yùn)輸：本品為非危險品，運(yùn)輸過程中防止受潮、雨淋和包裝破損。