氫氧化鋁表面改性

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1、氫氧化鋁微粉的表面改性2021年6月10日中南大學(xué)1）化學(xué)品氧化鋁性質(zhì)特殊，應(yīng)用越來越廣泛相對(duì)密度2.42，折光率1.53~1.57，莫氏硬度3.0無毒、無味、白色粉末不溶于水和醇，可溶于酸和堿脫水時(shí)大量吸熱性質(zhì)催化劑載體藥用氧化鋁陶瓷阻燃電纜應(yīng)用領(lǐng)域……221.49℃308.21℃548.5℃2）化學(xué)品（氫）氧化鋁種類多、產(chǎn)量大、附加值高，是增加氧化鋁企業(yè)效益的重要產(chǎn)品世界化學(xué)品氧化鋁產(chǎn)量2008世界氫氧化鋁需求量1北美、2拉丁美洲、3亞洲、4西歐、5東歐、6大洋洲、7中國(guó)阻燃劑(聚烯烴、聚氯乙烯

2、、橡膠、塑料、熱塑性彈性體）印刷線路板地毯褙乳膠泡沫和粘結(jié)劑人造大理石、人造瑪瑙造紙牙膏3）填料用化學(xué)品氫氧化鋁用途多、需求量大，適合規(guī)?；a(chǎn)阻燃產(chǎn)品人造瑪瑙人造大理石牙膏填料用氫氧化鋁的用途礦用阻燃塑料阻燃工程塑料②提高物理性質(zhì)彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度熱穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度等4）無機(jī)填料能顯著降低成本、改善材料性能填充量大、降低成本③賦予特定功能阻燃、耐熱、導(dǎo)電、導(dǎo)熱隔音、磁性、壓電、抗菌等功能ATH含量對(duì)材料拉伸強(qiáng)度的影響ATH對(duì)復(fù)合材料硬度和密度的影響5）阻燃用氫氧化鋁微粉需求強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大BM

3、C、SMC和其它擠壓及模具用料工程塑料涂料管線原始固化(CIPP）泡沫絕緣材料硅橡膠電線、電纜.粘合劑、密封劑屋面卷材橡膠氫氧化鋁和電線、電纜原料（以PE為例）表面性質(zhì)不匹配，易出現(xiàn)“偏析”，影響產(chǎn)品加工和物理性能。氫氧化鋁表面存在OH鍵極性物質(zhì)、親水性聚氯乙烯,聚合度在500-2000之間電纜電纜料生產(chǎn)線阻燃電纜一般組成：PE（PVC）、增塑劑(鄰苯二甲酸二甲脂)、氫氧化鋁、穩(wěn)定劑等低密度聚乙烯,分子量~25000非極性物質(zhì)，疏水性6）氫氧化鋁微粉與電纜料表面性質(zhì)不匹配，混和不均勻、影響材料物理化

4、學(xué)性能，需要表面改性7）表面改性后的氫氧化鋁，價(jià)值高，是氧化鋁企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力重要措施產(chǎn)品種類粒度范圍性質(zhì)改性情況應(yīng)用H10075白色、未磨/有機(jī)填料、粘合劑H3619白色、磨/團(tuán)/片狀模塑料H33614白色、磨/團(tuán)/片狀模塑料HM94001種分產(chǎn)品表面改性電纜、硅橡膠HM9322超細(xì)產(chǎn)品表面表面改性電纜、硅橡膠HM6323.5微粉表面改性電纜、硅橡膠HS4329/表面改性、疏水水敏性應(yīng)用HM5325/表面改性樹酯HS4329/表面改性管線原始固化Gardanne產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)2000年改性劑種類市

5、場(chǎng)量%市場(chǎng)價(jià)值%有機(jī)硅烷5090有機(jī)酸合計(jì)5010脂肪酸406聚合酸104表面改性過程中有機(jī)硅烷和有機(jī)酸市場(chǎng)份額估計(jì)8）表面改性過程中，脂肪酸用量大、市值少；偶聯(lián)劑用量少、市值大陰離子表面活性劑:硬脂酸、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、松香酸鈉，磺化蓖麻油、烷基苯磺酸鈉，磷酸脂、聚磷酸脂等陽離子表面活性劑：C12~C22高級(jí)胺鹽（伯胺、仲胺、叔胺、季銨鹽），雙烷基甲基苯基二氫化牛脂氯化銨、甲基苯基椰子油酸氯化銨非離子表面活性劑：聚乙二醇型和多元醇型。平平加、OP、聚醚，Span、Tween1

6、.表面活性劑9）為賦予氫氧化鋁特定功能，表面改性劑種類、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、官能團(tuán)多樣2.偶聯(lián)劑：①有機(jī)硅烷三烷氧基硅烷單烷氧基硅烷②鈦酸酯、鋁酸酯、錫偶聯(lián)劑、雙金屬偶聯(lián)劑等單烷基氧基型、螯合型和配位型單烷基氧基型：如異丙氧基三異硬脂酸鈦,i-C3H7Ti[OCO(CH2)14CH(CH3)2]3異丙氧基三（磷酸二辛酯）鈦i-C3H7Ti[OPO(OR)2]3螯合型：螯合100型，如二（焦磷酸二辛酯）羥乙酸鈦酸酯；螯合200型，如二（磷酸二辛酯）鈦酸乙二（醇）酯鈦酸酯偶聯(lián)劑的通式R-O-Ti-（O-X-R‘-

7、Y）n作用：增塑作用、界面粘合作用。與無機(jī)物表面質(zhì)子反應(yīng)，形成有機(jī)單分子層。示例：聚丙烯：等規(guī)立構(gòu)聚丙烯、間規(guī)立構(gòu)聚丙烯、無規(guī)立構(gòu)聚丙烯3.低聚物：分子量幾百至幾千雙酚A型環(huán)氧樹脂：分子量340~630雙酚A型環(huán)氧樹脂聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟（分子量度1500~5000）聚乙二醇聚合物主要是包覆無機(jī)粉體單體吸附、然后聚合聚合物吸附包覆丁烯酸4.不飽和有機(jī)酸丙烯酸甲基丙烯酸β-苯丙烯酸RCOOH，碳原子數(shù)<10如：10）氫氧化鋁微粉表面改性，必須解決幾個(gè)重大關(guān)鍵技術(shù)難題細(xì)氫氧化鋁表面能高，吸附強(qiáng)；溶液中

8、雜質(zhì)多，雜質(zhì)含量高氫氧化鋁粒度分布不均勻、形貌不規(guī)整。界面檢測(cè)困難，表征手段少氫氧化鋁表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，改性劑與表面相互作用方式多ATH高溫下易產(chǎn)生新相，溶液中溶劑化顯著，低溫下作用慢，以化學(xué)鍵方式表面改性ATH難聚合物種類，性質(zhì)相差較大，表面改性與聚合物完美匹配難。1、氫氧化鋁物理化學(xué)性質(zhì)調(diào)控技術(shù)2、表面改性機(jī)理3、產(chǎn)品改性技術(shù)在不同剪切速率下氫氧化鋁和不飽和樹脂料漿粘度的變化互配比例(1#:2#)互配后粉體混合物制成品D50D[4,3]粘度（Pa·S）L色度初始3mi