O po de hidróxido de aluminio ultrafino ten múltiples funcións, como retardante de chama, eliminación de fume e recheo, e pode producir un efecto retardante de chama sinérxico co fósforo e outras substancias. É un importante retardante de chama para a protección ambiental nas industrias electrónica, química, de cables, plástico, goma e outras.
O hidróxido de aluminio é un retardante de chama inorgánico de tipo de recheo. Para conseguir un mellor efecto retardante de chama, a cantidade de recheo debe ser superior ao 40 % (cantidade total), chegando incluso ao 60 %, pero a alta cantidade de recheo non só afecta gravemente as propiedades mecánicas dos produtos, senón que tamén empeora o rendemento da extrusión e o procesamento.
Polo tanto, para que o po de hidróxido de aluminio superfino poida ser amplamente utilizado en materiais ignífugos como a poliolefina, é necesario modificar a superficie do po de hidróxido de aluminio para mellorar as propiedades físicas e químicas da superficie, mellorar o po de hidróxido de aluminio superfino e o substrato, a compatibilidade e dispersión do polímero ou resina orgánico no substrato orgánico, para mellorar a resistencia mecánica do material e o rendemento integral.
1. Modificador de superficie usado habitualmente para hidróxido de aluminio ultrafino
(1) axente de acoplamento de silano
Existen máis de cen tipos de axentes de acoplamento de silano, entre os cales o axente de acoplamento de silano de grupo funcional monocapa é o máis estable. A estabilidade do axente de acoplamento de silano de grupo funcional β está entre o aceiro e o metal. Ademais de mellorar as propiedades mecánicas dos produtos, o axente de acoplamento de silano de grupo funcional β tamén pode mellorar as propiedades eléctricas e a resistencia á humidade dos produtos.
(2) axente de acoplamento de circonio
Axente de acoplamento de clase circonio que contén aluminato de circonio de baixa masa molecular relativa de polímero inorgánico na cadea principal da molécula na complexación de dous tipos de subunidades de ligando orgánico, un dentado co axente de acoplamento boa estabilidade hidroxilo, outro dentado para axente de acoplamento boas reaccións orgánicas, o hidróxido de aluminio en po superfino de hidróxido de aluminio ten bos efectos modificados.
(3) ácidos graxos superiores e os seus sales
Na estrutura molecular dos ácidos graxos superiores e os seus sales, un extremo é un grupo alquilo de cadea longa e o outro extremo é un grupo carboxilo e o seu sal metálico que pode reaccionar cos grupos funcionais superficiais do hidróxido de aluminio. O tratamento do po de hidróxido de aluminio ultrafino con ácidos graxos ricos e o seu sal pode mellorar a afinidade entre o po de hidróxido de aluminio ultrafino e a molécula de polímero e mellorar as propiedades mecánicas e de procesamento do produto.
(4) ácidos orgánicos insaturados
Os ácidos orgánicos insaturados comúns son: ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido cinámico, etc. En xeral, canto máis forte sexa o ácido, máis fácil será formar enlaces iónicos, polo que escolle máis: ácido acrílico e ácido metacrílico.
Unha variedade de ácidos orgánicos poden usarse sós, tamén se poden usar mixtos, o tratamento de ións de metais alcalinos que conteñen po de hidróxido de aluminio ultrafino mineral, o efecto é mellor.
(5) organosilicio
A macromolécula organosilicio, tamén coñecida como aceite de silicio, é un tipo de polímero que está conectado cun grupo orgánico no átomo de silicio mediante unha cadea de enlace de osíxeno de silicio (si-o-si) como esqueleto. Úsanse habitualmente o polimetilsiloxano que contén hidróxeno, o polidimetilsiloxano terminado en hidroxilo, etc.
2. Proceso de modificación superficial de hidróxido de aluminio ultrafino
Na actualidade, os métodos de modificación superficial do po ultrafino de hidróxido de aluminio son principalmente secos e húmidos.
(1) modificación en seco
Neste proceso, o po de hidróxido de aluminio ultrafino modificado quéntase previamente a unha determinada temperatura e o modificador gotéase lentamente no po de hidróxido de aluminio de alta velocidade, deténdose o produto para o seu envasado despois da reacción durante un certo tempo.
As vantaxes da modificación en seco son os baixos requisitos de equipamento e a sinxeleza do funcionamento. A desvantaxe é que a intensidade de traballo dos traballadores é grande e a taxa de revestimento en po de hidróxido de aluminio é baixa.
(2) modificación húmida
A modificación húmida é no proceso de produción de po de hidróxido de aluminio ultrafino, a síntese da suspensión de hidróxido de aluminio despois de filtrar, lavar, bater a torta de filtro, a unha determinada temperatura de suspensión despois de engadir modificador, axitar durante un período de tempo, filtrar, secar e bater o envasado.
As vantaxes da modificación húmida son a baixa intensidade de traballo, a ausencia de contaminación por po, a alta eficiencia de produción, a alta taxa de revestimento en po de hidróxido de aluminio, do 20 ao 30 %, e o efecto de modificación é alto e estable. En comparación coa modificación seca, a modificación húmida ten un proceso máis longo e uns requisitos máis elevados para os equipos. Debido ás vantaxes da modificación húmida, está a substituír gradualmente o método de produción da modificación seca.
3. Método de avaliación do efecto de modificación superficial do hidróxido de aluminio ultrafino
(1) proba da taxa de absorción de aceite
A taxa de absorción de aceite úsase principalmente para medir a cantidade de aceite de rícino necesaria cando unha determinada cantidade de po de Al(OH)3 chega á infiltración por saturación e úsase para caracterizar a cantidade de resina necesaria cando unha determinada cantidade de po de Al(OH)3 chega á infiltración por saturación.
O método de detección é o seguinte: pésase o po de hidróxido de alúmina superfino e colócase unha mostra seca duns 10 g, colócase nun vaso de precipitados, déixase caer aceite de rícino cunha bureta e mestúrase suavemente cunha vara de vidro para facer que o aceite de rícino e a mostra se infiltren uniformemente nunha bóla. Calculouse a cantidade de aceite de rícino adsorbida por 100 g de hidróxido de aluminio, é dicir, a taxa de absorción de aceite do po de hidróxido de aluminio ultrafino.
Despois da modificación superficial do po de hidróxido de aluminio, a taxa de absorción de aceite cambiará ata certo punto. Se o po de hidróxido de aluminio ultrafino se modifica cun axente de acoplamento de silano, a taxa de absorción de aceite diminuirá aproximadamente un 10 %.
(2) Proba SEM
A morfoloxía do po ultrafino de hidróxido de aluminio antes e despois da modificación detectouse mediante microscopio electrónico. A dispersión do po modificado na matriz foi mellor que a do produto non modificado.
(3) Proba FTIR
Empregouse a espectroscopia infravermella de Fourier (ftir) para analizar os grupos na superficie do produto. Por exemplo, o contido de vinilo–Vi e–Si pódese determinar mediante espectros infravermellos de po de hidróxido de aluminio con modificación da superficie húmida de metilvinilsilano.
(4) determinación das propiedades do produto
Os pos de hidróxido de aluminio ultrafino modificados e non modificados empregáronse para probar os índices dos cables, como o índice de osíxeno, a resistencia á tracción e o alongamento na rotura. Mediante a comparación, pódese constatar que as propiedades ignífugas e mecánicas dos produtos modificados melloraron.
(5) índice de activación
O índice de activación é un índice para avaliar o efecto de modificación da superficie medindo a porcentaxe da cantidade de hidróxido de aluminio que flota na superficie da auga en relación coa cantidade total de hidróxido de aluminio despois da modificación. Debido aos diferentes tipos de modificadores superficiais e aos diferentes métodos de tratamento dos pos ultrafinos de hidróxido de aluminio, algúns dos pos modificados flotarán na superficie da auga e outros afundiránse.
Como o estearato de sodio, a modificación húmida de titanato, a modificación seca de silano hidrofóbico despois do po de hidróxido de aluminio ultrafino, o índice de activación pódese usar para avaliar o efecto de modificación; Non obstante, o silano hidrofílico modificouse mediante o método seco e o po de hidróxido de aluminio ultrafino modificado mediante o método húmido de silano afundiríase na auga, polo que o efecto de modificación non se puido avaliar mediante o índice de activación e o método de avaliación preciso foi a espectroscopia infravermella.
Data de publicación: 24 de abril de 2020