超细氢氧化铝粉体具有阻燃、消烟、填充等功能,可与磷等多种物质产生协同阻燃效应,是一种用途广泛的化工产品,已成为电子、化工、塑料、橡胶等行业重要的环保型阻燃剂。
超细氢氧化铝粒度较小,表面能较高,粒子容易团聚,影响其在复合材料中的分散性。且氢氧化铝粉体是典型的极性无机材料,与有机聚合物亲和性差,界面结合力小,容易出现材料混炼、流动性差、加工性能和力学性能恶化等问题,因此需要对其进行表面改性。
表面改性工艺
目前,工业上常用的表面改性工艺主要有干法工艺、湿法工艺和复合工艺三大类。
1、干法工艺
干法改性工艺简单灵活、投资较小,是一种应用最为广泛的粉体表面工艺。但该工艺生产的颗粒表面难以均匀包覆改性剂,药剂耗量较多,生产效率低。
2、湿法工艺
湿法改性工艺表面改性剂分散度好、表面包裹均匀,但需要后续过滤和干燥作业。当有机表面改性剂可水溶、水解,或前段为湿法制粉工艺而后段需要干燥时,适合用湿法改性工艺。在对化学反应后生成的浆料进行过滤和干燥之前改性,可有效改善分散性,避免物料干燥后形成硬团聚。
3、复合工艺
复合工艺可分为化学包覆、机械力化学、物理涂覆/化学包覆、无机沉淀反应/化学包覆工艺等。
目前,用于超细氢氧化铝表面改性的改性剂主要有偶联剂和各类表面活性剂。在对超细氢氧化铝进行表面改性时,在水中稳定性较好的改性剂可选择湿法改性,如有机高分子等耐水性差的改性剂可选择干法改性。
超细氢氧化铝应用领域
1、造纸填料
氢氧化铝在造纸工业中主要用作表层涂料、填料以及生产不燃纸,开发和使用氢氧化铝作为涂布用颜料主要是用于生产涂布纸及纸板、无碳复写纸的过程。随着超细氢氧化铝的开发生产,氢氧化铝在造纸行业的应用量将不断增大。
2、阻燃剂行业
氢氧化铝无毒且硬度适中,常温下物理和化学性质稳定,生产成本低。氢氧化铝分解时会大量吸热,并在受热分解时释放出水蒸汽,其吸热脱水的过程可延缓聚合物燃烧,减缓燃烧速度,因此成为一种重要的无机阻燃填充剂。
3、牙膏摩擦剂
氢氧化铝无毒无味,软硬适中,是一种很好的中性摩擦剂,可使用氢氧化铝代替传统配料白垩和磷酸二钙制成性能良好的牙膏。氢氧化铝因化学惰性易与牙膏中的其它配料相容,同时还具有良好的保氟功能,在药物牙膏和其它高档牙膏中也有着广泛的应用。
4、医药及其它
氢氧化铝是胃药的主要成分之一,铝凝胶是中和胃酸、治疗胃病的传统良药,以氢氧化铝为原料制备的六水氯化铝在医药和化妆品中都可用作凝聚剂。此外,氢氧化铝及特殊加工的焙烧氧化铝已广泛应用于塑料、涂料、磨料、陶瓷、催化剂、耐火材料、绝缘材料、化学药物等领域。
5、黏合剂和密封剂的填料与补充剂
氢氧化铝填料可改进黏合剂和密封剂的强度、加工性能、导热性能以及热膨胀性能,并可减少粘合胶的用量,降低产品成本。
超细氢氧化铝粉体不仅是一种功能材料,且为新材料的开发提供了广阔的应用前景,在国民经济的各领域中都占据着极其重要的地位。随着新兴材料工业的发展,以及人类对环保要求的提高,对超细氢氧化铝粉体的需求量会越来越大,同时,对产品的质量和使用性能也会随之提出更为严格的要求。
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