氫氧化鋁表面改性

氫氧化鋁表面改性第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一1）化學(xué)品氧化鋁性質(zhì)特殊，應(yīng)用越來越廣泛相對密度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℃第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一2）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中國第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一阻燃劑(聚烯烴、聚氯乙烯、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第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一②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含量對材料拉伸強(qiáng)度的影響ATH對復(fù)合材料硬度和密度的影響第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一5）阻燃用氫氧化鋁微粉需求強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大BMC、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第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一氫氧化鋁和電線、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、影響材料物理化學(xué)性能，需要表面改性第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一7）表面改性后的氫氧化鋁，價值高，是氧化鋁企業(yè)提高市場競爭力重要措施產(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)展趨勢第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一2000年改性劑種類市場量%市場價值%有機(jī)硅烷5090有機(jī)酸合計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)酸市場份額估計8）表面改性過程中，脂肪酸用量大、市值少；偶聯(lián)劑用量少、市值大第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一陰離子表面活性劑: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.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)多樣第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一2.偶聯(lián)劑：①有機(jī)硅烷三烷氧基硅烷單烷氧基硅烷第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一②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‘-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：第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一聚丙烯：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第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一丁烯酸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：第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一10）氫氧化鋁微粉表面改性，必須解決幾個重大關(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)第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一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3minab20:014.1016.66147.08138.0663.90.146.5614:617.5328.4250.8845.1662.82-0.325.2313:718.8831.8037.0134.7863.05-0.124.8212:819.6832.9734.4631.4362.9-0.264.711:920.3234.3330.8329.3362.67-0.364.48粒級互配對混合物料粘度和成品L、a、b值的影響11）提高產(chǎn)品質(zhì)量仍是我國化學(xué)品氫氧化鋁亟待解決的重大問題混合物料粘度隨粉體的體積平均粒徑的變化第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一實(shí)驗(yàn)樣品Martinal產(chǎn)品國產(chǎn)產(chǎn)品差距:粒度分布不均勻粒子形貌不規(guī)整分解工藝優(yōu)化抑制附聚強(qiáng)化長大匹配過飽和度第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一不同體系的剪切應(yīng)力和粘度隨剪切速率的變化曲線ATH填充復(fù)合材料的力學(xué)性能提高材料的力學(xué)性能；降低加工過程中的粘度。ATH表面改性能12）ATH表面改性是解決粒子和聚合物間兼容性問題的關(guān)鍵，有利于提高材料的物理性能第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一30％未改性ATH30％改性ATH50％改性ATHATH粉體在復(fù)合材料中的分布復(fù)合材料的偏光顯微照片表面改性改善了粉體在基體中的分散；粉體添加量過大時，易導(dǎo)致材料的力學(xué)性能惡化。第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一硬脂酸量對超細(xì)氫氧化鋁表面改性效果的影響13）尋找表面改性劑加入量的理論依據(jù)是目前表面改性的關(guān)鍵活化指數(shù)、有機(jī)碳含量或接觸角等均不是表面改性劑最佳加入量的惟一依據(jù)第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一氫氧化鋁粉體的表面酸度測量結(jié)果表面酸度是改性劑加入量一種依據(jù)①粒子表面酸度14）表面改性機(jī)理是優(yōu)化工藝的基礎(chǔ)性點(diǎn)結(jié)合在粉體表面的脂肪酸A吸附量為0.45％。第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一表面改性對超細(xì)氫氧化鋁表面接觸角和表面能參數(shù)的影響

表面改性對超細(xì)氫氧化鋁的表面接觸角和表面能的影響②粒子表面性質(zhì)溫度好有利于改性；改性后表面張力的堿分量顯著降低。第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一a-原樣；b-改性產(chǎn)品(脂肪酸A2％,0.5h)；c-脂肪酸Aa-原樣；b-改性未洗滌（脂肪酸A10％,2.5h）；c-改性洗滌；d-脂肪酸A脂肪酸主要是以物理作用發(fā)生吸附，部分能發(fā)生化學(xué)吸附。③粒子表面與改性劑間相互作用第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一改性產(chǎn)品的分散效果改性粉體疏水強(qiáng)、酒精中分散性好在水中分散效果對比圖×400×400未改性ATH改性ATH團(tuán)聚界面15）表面改性后ATH一些行為×400×400團(tuán)聚未改性ATH脂肪酸A改性ATH第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一表面改性不顯著改變產(chǎn)品的和形貌。自制氫氧化鋁原樣改性產(chǎn)品2改性產(chǎn)品形貌分析第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一

ATH填充量對復(fù)合材料極性氧指數(shù)的影響

改性ATH加入量增加,極性氧指數(shù)也在增加，阻燃性提高。

電纜材燃燒情況

無阻燃劑30%ATH復(fù)合阻燃材料改性氫氧化鋁對聚乙烯電纜料阻燃性能的影響第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一ＮO.組成%性能分析結(jié)果EVAATHM-ATHLOIYoung’smodulus/MpaTensilestrength/Mpa14060030.61034.224006037.2778.233060037.9569.35300