氫氧化鋁微粉改性方法

　濕化學(xué)法制取超細(xì)氫氧化鋁粉末具有原料來(lái)源廣泛、反應(yīng)條件溫和、工藝簡(jiǎn)單、成本低和易規(guī)模化等特點(diǎn)，但在氫氧化鋁析出過(guò)程或干燥過(guò)程都容易發(fā)生粒子團(tuán)聚，難以獲得超細(xì)粉體。

　　一、通過(guò)加入表面活性劑或改變粒子析出環(huán)境等措施能控制粒子析出時(shí)的團(tuán)聚程度，但干燥過(guò)程中粒子團(tuán)聚的研究較少。我司研究了超細(xì)氫氧化鋁粉末干燥過(guò)程中粒子的團(tuán)聚行為。

　　結(jié)果表明：粒子的粒徑越小，粒子團(tuán)聚越明顯；干燥溫度的升高，將促進(jìn)粒子的團(tuán)聚；在干燥過(guò)程中細(xì)粒子優(yōu)先團(tuán)聚長(zhǎng)大，燥后期也能團(tuán)聚長(zhǎng)大；在恒溫干燥過(guò)程中，濕粉體屬恒速干燥過(guò)程；80℃干燥時(shí)，粒子總數(shù)減少速率快，小于2.0μm的粒子因團(tuán)聚長(zhǎng)大消失的速率快。而40℃干燥時(shí)，粒子總數(shù)的減少速率慢，小于0.5μm的粒子因團(tuán)聚長(zhǎng)大消失的速率快。

　　加入表面活性劑后，細(xì)粒子難以團(tuán)聚，粒子總數(shù)的減少小于6％；而不加入表面活性劑，粒子總數(shù)減少99％以上。

　　二、紅外光譜分析結(jié)果表明：加入表面活性劑后，游離羥基量增多，二聚或多聚的羥基量減少，同時(shí)在1310cm~(-1)處出現(xiàn)非架橋羥基特征峰；不加表面活性劑時(shí)粉體表面孔徑分布不均勻，有的大于3μm，粒子易連接成塊、堅(jiān)硬，團(tuán)聚明顯。加入表面活性劑后，粉體中孔徑分布均勻，粉體表面孔徑均小于0.5μm，以開口的微孔和中孔為主，有利于水份的擴(kuò)散，同時(shí)表面活性劑的加入能降低氣液界面的界面張力，有利減少毛細(xì)管多向性坍塌的程度。

　　因此，表面活性劑的加入，改變了粒子的表面性質(zhì)，增加了空間位阻，使得分子間作用力也發(fā)生改變，達(dá)到了干燥過(guò)程中控制粒子團(tuán)聚的目的。

　　通過(guò)加入表面活性劑或改變粒子析出環(huán)境等措施能控制粒子析出時(shí)的團(tuán)聚程度，但干燥過(guò)程中粒子團(tuán)聚的研究較少。本公司研究了超細(xì)氫氧化鋁粉末干燥過(guò)程中粒子的團(tuán)聚行為。

　　三、表面改性的方法，超細(xì)氫氧化鋁的表面改性方法是將超細(xì)氫氧化鋁加入到球磨機(jī)中，以高壓噴霧的方式將重量為超細(xì)氫氧化鋁重量0.6~2.0%的硅烷偶聯(lián)劑例均勻加入到球磨機(jī)中，在常溫下，進(jìn)行球磨、混合、打散，使之與超細(xì)氫氧化鋁上較為活潑的-OH基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即可得到硅烷偶聯(lián)劑表面改性的超細(xì)氫氧化鋁。本發(fā)明的有益效果是：偶聯(lián)劑以高壓噴霧的形式可以均勻包覆氫氧化鋁，效果好；用球磨機(jī)改性氫氧化鋁，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低，成品質(zhì)量好。

　　四、目前氫氧化鋁已成為合成材料無(wú)鹵阻燃配方的主要選材之一，具有無(wú)害、不揮發(fā)、不析出、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，同時(shí)具有良好的阻燃性、消煙功能和相對(duì)較低的分解溫度，與橡膠、塑料、環(huán)氧樹脂等多種聚合物有良好的阻燃匹配性，但氫氧化鋁與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系聚合物相容性差，且不能用于填充加工溫度較高的聚合物，因此，氫氧化鋁進(jìn)行改性顯得尤為重要。

　　通過(guò)對(duì)氫氧化鋁表面改性，可提高氫氧化鋁在聚合物中的分散性，改善氫氧化鋁農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系分散復(fù)合體系的加工流變性，提高力學(xué)性能，增加氫氧化鋁在體系中的填充量。表面改性使氫氧化鋁表面的物理和化學(xué)性質(zhì)等發(fā)生變化，從而賦予粉體新的功能，并使性能得到改善。

　　五、結(jié)果表明、粒子的粒徑越小，粒子團(tuán)聚越明顯；干燥溫度的升高，將促進(jìn)粒子的團(tuán)聚；在干燥過(guò)程中細(xì)粒子優(yōu)先團(tuán)聚長(zhǎng)大，粗粒子在干燥后期也能團(tuán)聚長(zhǎng)大；在恒溫干燥過(guò)程中，濕粉體屬恒速干燥過(guò)程；80℃干燥時(shí)，粒子總數(shù)減少速率快，小于2.0μm的粒子因團(tuán)聚長(zhǎng)大消失的速率快。而40℃干燥時(shí)，粒子總數(shù)的減少速率慢，小于0.5μm的粒子因團(tuán)聚長(zhǎng)大消失的速率快。

　　加入表面活性劑后，細(xì)粒子難以團(tuán)聚，粒子總數(shù)的減少小于6％；而不加入表面活性劑，粒子總數(shù)減少99％以上。

　　六、加入表面活性劑后，游離羥基量增多，二聚或多聚的羥基量減少，同時(shí)在1310cm處出現(xiàn)非架橋羥基特征峰；BET分析和SEM結(jié)果表明，不加表面活性劑時(shí)粉體表面孔徑分布不均勻，有的大于3μm，粒子易連接成塊、堅(jiān)硬，團(tuán)聚明顯。加入表面活性劑后，粉體中孔徑分布均勻，粉體表面孔徑均小于0.5μm，以開口的微孔和中孔為主，有利于水份的擴(kuò)散，同時(shí)表面活性劑的加入能降低氣液界面的界面張力，有利減少毛細(xì)管多向性坍塌的程度。

　　因此，表面活性劑的加入，改變了粒子的表面性質(zhì)，增加了空間位阻，使得分子間作用力也發(fā)生改變，達(dá)到了干燥過(guò)程中控制粒子團(tuán)聚的目的。