La pols d'hidròxid d'alumini ultrafina té múltiples funcions com ara ignífuga, eliminació de fum i farciment, i pot produir un efecte ignífug sinèrgic amb fòsfor i altres substàncies. És un important ignífug de protecció ambiental en les indústries electrònica, química, de cables, plàstic, cautxú i altres.
L'hidròxid d'alumini és un retardant de flama inorgànic de tipus d'ompliment. Per aconseguir un millor efecte retardant de flama, la quantitat d'ompliment ha de ser superior al 40% (quantitat total), fins i tot fins al 60%, però l'alta quantitat d'ompliment no només afecta seriosament les propietats mecàniques dels productes, sinó que també empitjora el rendiment d'extrusió i processament.
Per tant, per tal de fer que la pols d'hidròxid d'alumini superfina es pugui utilitzar àmpliament en materials ignífugs com la poliolefina, cal modificar la superfície de la pols d'hidròxid d'alumini per millorar les propietats físiques i químiques de la superfície, millorar la pols d'hidròxid d'alumini superfina i el substrat, la compatibilitat i la dispersió del polímer o resina orgànic en el substrat orgànic, per tal de millorar la resistència mecànica del material i el rendiment integral.
1. Modificador de superfície que s'utilitza habitualment per a l'hidròxid d'alumini ultrafí
(1) agent d'acoblament de silà
Hi ha més de cent tipus d'agents d'acoblament de silà, entre els quals l'agent d'acoblament de silà de grup funcional monocapa és el més estable. L'estabilitat de l'agent d'acoblament de silà de grup funcional β es troba entre l'acer i el metall. A més de millorar les propietats mecàniques dels productes, l'agent d'acoblament de silà de grup funcional β també pot millorar les propietats elèctriques i la resistència a la humitat dels productes.
(2) agent d'acoblament de zirconi
Agent d'acoblament de zirconi de classe que conté aluminat de zirconi amb una massa molecular relativa baixa de polímer inorgànic a la cadena principal de la molècula en la complexació de dues subunitats de lligand orgànic, un dentat amb agent d'acoblament bona estabilitat hidroxil, l'altre dentat a agent d'acoblament bones reaccions orgàniques, la pols d'hidròxid d'alumini superfina d'hidròxid d'alumini té bons efectes modificats.
(3) àcids grassos superiors i les seves sals
En l'estructura molecular dels àcids grassos superiors i les seves sals, un extrem és un grup alquil de cadena llarga i l'altre extrem és un grup carboxil i la seva sal metàl·lica que pot reaccionar amb els grups funcionals superficials de l'hidròxid d'alumini. El tractament de la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina amb un alt contingut d'àcid gras i la seva sal pot millorar l'afinitat entre la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina i la molècula de polímer, i millorar les propietats mecàniques i de processament del producte.
(4) àcids orgànics insaturats
Els àcids orgànics insaturats comuns són: àcid acrílic, àcid metacrílic, àcid cinàmic, etc. En general, com més fort sigui l'àcid, més fàcil serà formar enllaços iònics, així que trieu més: àcid acrílic i àcid metacrílic.
Es pot utilitzar una varietat d'àcids orgànics sols, també es pot utilitzar de manera mixta, tractant ions de metalls alcalins que contenen pols mineral d'hidròxid d'alumini ultrafí, l'efecte és millor.
(5) organosilici
La macromolècula organosilici, també coneguda com a oli de silici, és un tipus de polímer que està connectat amb el grup orgànic de l'àtom de silici mitjançant una cadena d'enllaç d'oxigen de silici (si-o-si) com a esquelet. S'utilitzen habitualment el polimetilsiloxà que conté hidrogen, el polidimetilsiloxà terminat en hidroxil, etc.
2. Procés de modificació superficial d'hidròxid d'alumini ultrafí
Actualment, els mètodes de modificació superficial de la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina són principalment secs i humits.
(1) modificació en sec
En aquest procés, la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina modificada es preescalfa a una temperatura determinada, i el modificador es goteja lentament a la pols d'hidròxid d'alumini d'alta velocitat, i el producte s'atura per a l'envasament després de la reacció durant un cert temps.
Els avantatges de la modificació en sec són els baixos requisits d'equipament i el funcionament senzill. El desavantatge és que la intensitat laboral dels treballadors és gran i la taxa de recobriment en pols d'hidròxid d'alumini és baixa.
(2) modificació humida
La modificació humida es produeix en el procés de producció de pols d'hidròxid d'alumini ultrafina, la síntesi de la suspensió d'hidròxid d'alumini després de filtrar, rentar, batre el pastís de filtre, a una determinada temperatura de la suspensió batuda després d'afegir modificador, remenar durant un període de temps, filtrar, assecar i batre l'envasament.
Els avantatges de la modificació humida són la baixa intensitat de mà d'obra, l'absència de contaminació per pols, l'alta eficiència de producció, l'alta taxa de recobriment en pols d'hidròxid d'alumini, del 20-30%, l'efecte de modificació és alt i estable. En comparació amb la modificació seca, la modificació humida té un procés més llarg i uns requisits més elevats en l'equipament. A causa dels avantatges de la modificació humida, està substituint gradualment el mètode de producció de modificació seca.
3. Mètode d'avaluació de l'efecte de modificació superficial de l'hidròxid d'alumini ultrafí
(1) prova de taxa d'absorció d'oli
La taxa d'absorció d'oli s'utilitza principalment per mesurar la quantitat d'oli de ricí necessària quan una certa quantitat de pols d'Al(OH)3 arriba a la infiltració de saturació, i s'utilitza per caracteritzar la quantitat de resina necessària quan una certa quantitat de pols d'Al(OH)3 arriba a la infiltració de saturació.
El mètode de detecció és el següent: es pesa la pols d'hidròxid d'alúmina superfina i es col·loca una mostra seca d'uns 10 g, es col·loca en un vas de precipitats, es deixa caure oli de ricí amb una bureta i es barreja suaument amb una vareta de vidre per fer que l'oli de ricí i la mostra s'infiltrin uniformement en una bola. Es va calcular la quantitat d'oli de ricí adsorbit per cada 100 g d'hidròxid d'alumini, és a dir, la taxa d'absorció d'oli de la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina.
Després de la modificació superficial de la pols d'hidròxid d'alumini, la taxa d'absorció d'oli canviarà fins a cert punt. Si la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina es modifica amb un agent d'acoblament de silà, la taxa d'absorció d'oli disminuirà aproximadament un 10%.
(2) Prova SEM
La morfologia de la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina abans i després de la modificació es va detectar mitjançant microscopi electrònic. La dispersió de la pols modificada a la matriu era millor que la del producte no modificat.
(3) Prova FTIR
L'espectroscòpia d'infrarojos de Fourier (ftir) es va utilitzar per analitzar els grups a la superfície del producte. Per exemple, el contingut de vinil-Vi i-Si es pot determinar mitjançant espectres d'infrarojos de pols d'hidròxid d'alumini amb modificació de la superfície humida de metilvinilsilà.
(4) determinació de les propietats del producte
Les pols d'hidròxid d'alumini ultrafins modificades i sense modificar es van utilitzar per provar els índexs del cable, com ara l'índex d'oxigen, la resistència a la tracció i l'allargament a la ruptura. Mitjançant la comparació, es pot constatar que les propietats ignífugues i mecàniques dels productes modificats han millorat.
(5) índex d'activació
L'índex d'activació és un índex per avaluar l'efecte de modificació de la superfície mesurant el percentatge de la quantitat d'hidròxid d'alumini que sura a la superfície de l'aigua respecte a la quantitat total d'hidròxid d'alumini després de la modificació. A causa dels diferents tipus de modificadors de superfície i els diferents mètodes de tractament de les pols d'hidròxid d'alumini ultrafines, algunes de les pols modificades suraran a la superfície de l'aigua i d'altres s'enfonsaran.
Com ara l'estearat de sodi, la modificació humida de titanat, la modificació seca de silà hidrofòbic després de la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina, l'índex d'activació es pot utilitzar per avaluar l'efecte de modificació; Tanmateix, el silà hidròfil es va modificar mitjançant el mètode sec i la pols d'hidròxid d'alumini ultrafina modificada mitjançant el mètode humit de silà s'enfonsaria a l'aigua, de manera que l'efecte de modificació no es va poder avaluar mitjançant l'índex d'activació i el mètode d'avaluació precís va ser l'espectroscòpia d'infrarojos.
Data de publicació: 24 d'abril de 2020