Ultrafint aluminiumhydroxidpulver har flere funktioner såsom flammehæmmende, røgfjernende og fyldende, og kan producere en synergistisk flammehæmmende effekt med fosfor og andre stoffer. Det er et vigtigt miljøbeskyttende flammehæmmende middel i elektronik-, kemi-, kabel-, plast-, gummi- og andre industrier.
Aluminiumhydroxid er et uorganisk flammehæmmende middel af fyldningstypen. For at opnå en bedre flammehæmmende effekt skal fyldningsmængden være mere end 40% (totalmængde), nogle gange endda så høj som 60%. Men den høje fyldningsmængde påvirker ikke kun produktets mekaniske egenskaber alvorligt, men forværrer også ekstruderings- og forarbejdningsydelsen.
Derfor er det nødvendigt at modificere overfladen af aluminiumhydroxidpulver for at kunne fremstille superfint aluminiumhydroxidpulver, der kan anvendes i vid udstrækning i flammehæmmende materialer som polyolefiner. Dette sker for at forbedre overfladens fysiske og kemiske egenskaber, forbedre det superfine aluminiumhydroxidpulver og substratet samt den organiske polymers eller harpiks' kompatibilitet og dispersion i det organiske substrat og forbedre materialets mekaniske styrke og den samlede ydeevne.
1. Overflademodifikator, der almindeligvis anvendes til ultrafin aluminiumhydroxid
(1) silankoblingsmiddel
Der findes mere end hundrede slags silankoblingsmidler, hvoraf silankoblingsmidlet med monolag og funktionel gruppe er det mest stabile. Stabiliteten af silankoblingsmidlet med funktionel gruppe - ligger mellem stål og metal. Ud over at forbedre produkternes mekaniske egenskaber kan silankoblingsmidlet med funktionel gruppe - også forbedre produkternes elektriske egenskaber og fugtbestandighed.
(2) zirconiumkoblingsmiddel
Klasse zirconiumkoblingsmiddel indeholdende zirconiumaluminat uorganisk polymer med lav relativ molekylmasse i molekylets hovedkæde ved kompleksdannelse af to slags organiske ligandunderenheder, et dentat med koblingsmiddel god hydroxylstabilitet, et andet dentat med koblingsmiddel god organisk reaktion, aluminiumhydroxid superfint aluminiumhydroxidpulver har gode modificerede effekter.
(3) højere fedtsyrer og deres salte
I den molekylære struktur af højere fedtsyrer og deres salte er den ene ende en langkædet alkylgruppe, og den anden ende er en carboxylgruppe og dens metalsalt, som kan reagere med overfladefunktionelle grupper af aluminiumhydroxid. Behandling af ultrafint aluminiumhydroxidpulver med højt fedtsyreindhold og dets salt kan forbedre affiniteten mellem ultrafint aluminiumhydroxidpulver og polymermolekyle og forbedre produktets mekaniske og forarbejdningsmæssige egenskaber.
(4) umættede organiske syrer
Almindelige umættede organiske syrer er: acrylsyre, methacrylsyre, kanelsyre osv. Generelt set, jo stærkere syren er, desto lettere er det at danne ionbindinger, så vælg mere: acrylsyre og methacrylsyre.
En række forskellige organiske syrer kan bruges alene, men kan også blandes. Behandling af alkalimetalioner indeholdende mineralsk ultrafint aluminiumhydroxidpulver giver en bedre effekt.
(5) organisk silicium
Makromolekyleorganiskiselium, også kendt som siliciumolie, er en type polymer, der er forbundet med en organisk gruppe på siliciumatomet via en siliciumoxygenbindingskæde (si-o-si) som skelet. Almindeligt anvendte er hydrogenholdig polymethylsiloxan, hydroxyltermineret polydimethylsiloxan osv.
2. Overflademodifikationsproces for ultrafin aluminiumhydroxid
I øjeblikket er overflademodifikationsmetoderne for ultrafint aluminiumhydroxidpulver hovedsageligt tørre og våde.
(1) tør modifikation
I denne proces forvarmes det modificerede ultrafine aluminiumhydroxidpulver til en bestemt temperatur, og modifikatoren dryppes langsomt ned i højhastighedsaluminiumhydroxidpulveret, og produktet stoppes til emballering efter reaktionen i en bestemt tid.
Fordelene ved tørmodifikation er lave krav til udstyr og enkel betjening. Ulempen er, at arbejdernes arbejdsintensitet er stor, og aluminiumhydroxidpulverbelægningshastigheden er lav.
(2) vådmodifikation
Vådmodifikation er en proces i produktionsprocessen af ultrafint aluminiumhydroxidpulver, hvor aluminiumhydroxidopslæmning synteses efter filtrering, vask, filterkagepiskning, piskning ved en bestemt temperatur efter tilsætning af modifikator, omrøring i et stykke tid, filtrering, tørring og piskning af emballagen.
Fordelene ved vådmodifikation er lav arbejdsintensitet, ingen støvforurening, høj produktionseffektivitet, høj aluminiumhydroxidpulverbelægningshastighed på 20-30%, og modifikationseffekten er høj og stabil. Sammenlignet med tørmodifikation har vådmodifikation en længere proces og højere krav til udstyr. På grund af fordelene ved vådmodifikation erstatter den gradvist produktionsmetoden med tørmodifikation.
3. Evalueringsmetode for overflademodifikationseffekten af ultrafint aluminiumhydroxid
(1) test af olieabsorptionshastighed
Olieabsorptionshastigheden bruges primært til at måle den mængde ricinusolie, der er nødvendig, når en bestemt mængde Al(OH)3-pulver lige akkurat når mætningsinfiltration, og den bruges til at karakterisere den mængde harpiks, der er nødvendig, når en bestemt mængde Al(OH)3-pulver lige akkurat når mætningsinfiltration.
Detektionsmetoden er som følger: Det superfine aluminiumhydroxidpulver vejes, og prøven på ca. 10 g tørres, anbringes i et bægerglas, ricinusolie dryppes til med en burette og forsigtigt blandes med en glasstav for at få ricinusolie og prøve jævnt fordelt til en kugle. Mængden af adsorberet ricinusolie pr. 100 g aluminiumhydroxid blev beregnet, dvs. olieabsorptionshastigheden for det ultrafine aluminiumhydroxidpulver.
Efter overflademodifikation af aluminiumhydroxidpulver vil olieabsorptionshastigheden ændre sig i et vist omfang. Hvis det ultrafine aluminiumhydroxidpulver modificeres med silankoblingsmiddel, vil olieabsorptionshastigheden falde med ca. 10%.
(2) SEM-test
Morfologien af det ultrafine aluminiumhydroxidpulver før og efter modifikation blev detekteret med elektronmikroskop. Dispersionen af det modificerede pulver i matrixen var bedre end for det umodificerede produkt.
(3) FTIR-test
Fourier infrarødspektroskopi (ftir) blev brugt til at analysere grupperne på produktoverfladen. For eksempel kan indholdet af vinyl-Vi og -Si bestemmes ved hjælp af infrarøde spektre af aluminiumhydroxidpulver med våd overflademodifikation af methylvinylsilan.
(4) bestemmelse af produktegenskaber
De modificerede og umodificerede ultrafine aluminiumhydroxidpulvere blev brugt til at teste kabelindekser såsom iltindeks, trækstyrke og brudforlængelse. Ved sammenligning kan det konstateres, at de modificerede produkters flammehæmmende og mekaniske egenskaber er blevet forbedret.
(5) aktiveringsindeks
Aktiveringsindekset er et indeks til at evaluere overflademodifikationseffekten ved at måle procentdelen af mængden af aluminiumhydroxid, der flyder på vandoverfladen, i forhold til den samlede mængde aluminiumhydroxid efter modifikation. På grund af de forskellige typer overflademodifikatorer og forskellige behandlingsmetoder for ultrafine aluminiumhydroxidpulvere vil nogle af de modificerede pulvere flyde på vandoverfladen, og nogle vil synke.
Såsom natriumstearat, vådmodifikation af titanat og tørmodifikation af hydrofob silan efter ultrafint aluminiumhydroxidpulver, kan aktiveringsindekset bruges til at evaluere modifikationseffekten. Imidlertid blev hydrofil silan modificeret ved tørmetoden, og det ultrafine aluminiumhydroxidpulver modificeret ved silanvådmetoden ville synke i vand, så modifikationseffekten kunne ikke evalueres ved aktiveringsindekset, og den nøjagtige evalueringsmetode var infrarødspektroskopi.
Opslagstidspunkt: 24. april 2020