Ultrafint aluminiumhydroksidpulver har flere funksjoner som flammehemmende, røykfjerningsmiddel og fylling, og kan produsere synergistisk flammehemmende effekt med fosfor og andre stoffer. Det er et viktig miljøvern flammehemmende middel innen elektronikk, kjemi, kabel, plast, gummi og andre industrier.
Aluminiumhydroksid er et uorganisk flammehemmende middel av fylltypen. For å oppnå bedre flammehemmende effekt må fyllmengden være mer enn 40 % (totalmengde), noen ganger så høy som 60 %. Men den høye fyllmengden påvirker ikke bare produktets mekaniske egenskaper alvorlig, men forverrer også ekstruderings- og prosesseringsytelsen.
Derfor, for å lage superfint aluminiumhydroksidpulver som kan brukes mye i flammehemmende materialer som polyolefiner, må overflatemodifisering av aluminiumhydroksidpulver utføres for å forbedre overflatens fysiske og kjemiske egenskaper, forbedre superfint aluminiumhydroksidpulver og substrat, samt kompatibiliteten og dispergeringen av organiske polymerer eller harpikser i organisk substrat, for å forbedre materialets mekaniske styrke og den omfattende ytelsen.
1. Overflatemodifikator som vanligvis brukes for ultrafint aluminiumhydroksid
(1) silankoblingsmiddel
Det finnes mer enn hundre typer silankoblingsmidler, hvorav monolags-funksjonell gruppe silankoblingsmiddel er det mest stabile. Stabiliteten til silankoblingsmidlet med funksjonell gruppe - ligger mellom stål og metall. I tillegg til å forbedre produktenes mekaniske egenskaper, kan silankoblingsmidlet med funksjonell gruppe - også forbedre produktenes elektriske egenskaper og fuktighetsbestandighet.
(2) zirkoniumkoblingsmiddel
Klasse zirkoniumkoblingsmiddel som inneholder zirkoniumaluminat, uorganisk polymer med lav relativ molekylvekt i hovedkjeden av molekylet ved kompleksdannelse av to typer organiske ligand-subenheter, et dentat med koblingsmiddel god hydroksylstabilitet, et annet dentat med koblingsmiddel god organisk reaksjon, aluminiumhydroksid superfint aluminiumhydroksidpulver har gode modifiserte effekter.
(3) høyere fettsyrer og deres salter
I den molekylære strukturen til høyere fettsyrer og deres salter er den ene enden en langkjedet alkylgruppe, og den andre enden er en karboksylgruppe og dens metallsalt som kan reagere med overflatefunksjonelle grupper av aluminiumhydroksid. Behandling av ultrafint aluminiumhydroksidpulver med høyt fettsyreinnhold og dets salt kan forbedre affiniteten mellom ultrafint aluminiumhydroksidpulver og polymermolekylet, og forbedre produktets mekaniske og prosesseringsegenskaper.
(4) umettede organiske syrer
Vanlige umettede organiske syrer er: akrylsyre, metakrylsyre, kanelsyre, osv. Generelt sett, jo sterkere syren er, desto lettere er det å danne ionebindinger, så velg mer: akrylsyre og metakrylsyre.
En rekke organiske syrer kan brukes alene, kan også blandes, behandling av alkalimetallioner som inneholder mineral ultrafint aluminiumhydroksidpulver, effekten er bedre.
(5) organosilisium
Makromolekyl organosilisium, også kjent som silisiumolje, er en type polymer som er bundet til en organisk gruppe på silisiumatomet via en silisiumoksygenbindingskjede (si-o-si) som skjelett. Vanligvis brukes hydrogenholdig polymetylsiloksan, hydroksylterminert polydimetylsiloksan, etc.
2. Overflatemodifiseringsprosess for ultrafint aluminiumhydroksid
For tiden er overflatemodifiseringsmetodene for ultrafint aluminiumhydroksidpulver hovedsakelig tørre og våte.
(1) tørrmodifisering
I denne prosessen forvarmes det modifiserte ultrafine aluminiumhydroksidpulveret til en viss temperatur, og modifikatoren dryppes sakte inn i det høyhastighets aluminiumhydroksidpulveret, og produktet stoppes for emballering etter reaksjonen i en viss tid.
Fordelene med tørrmodifisering er lave krav til utstyr og enkel betjening. Ulempen er at arbeidsintensiteten til arbeiderne er stor, og aluminiumhydroksidpulverbeleggshastigheten er lav.
(2) våtmodifisering
Våtmodifisering er i produksjonsprosessen av ultrafint aluminiumhydroksidpulver, syntesen av aluminiumhydroksidoppslemming etter filtrering, vasking, filterkake-visping, i en viss temperatur av visping av oppslemmingen etter tilsetning av modifikator, omrøring i en periode, filtrering, tørking og visping av emballasje.
Fordelene med våtmodifisering er lav arbeidsintensitet, ingen støvforurensning, høy produksjonseffektivitet, høy aluminiumhydroksidpulverbelegghastighet på 20–30 %, og modifiseringseffekten er høy og stabil. Sammenlignet med tørrmodifisering har våtmodifisering en lengre prosess og høyere krav til utstyr. På grunn av fordelene med våtmodifisering erstatter den gradvis produksjonsmetoden for tørrmodifisering.
3. Evalueringsmetode for overflatemodifiseringseffekten av ultrafint aluminiumhydroksid
(1) test av oljeabsorpsjonshastighet
Oljeabsorpsjonshastigheten brukes hovedsakelig til å måle mengden ricinusolje som trengs når en viss mengde Al(OH)3-pulver så vidt når metningsinfiltrasjon, og den brukes til å karakterisere mengden harpiks som trengs når en viss mengde Al(OH)3-pulver så vidt når metningsinfiltrasjon.
Deteksjonsmetoden er som følger: Det superfine aluminahydroksidpulveret veies, og prøven på ca. 10 g tørkes, plasseres i et begerglass, ricinusolje dryppes ned i en byrette og forsiktig blandes med en glassstang for å få ricinusolje og prøven jevnt fordelt til en ball. Mengden ricinusolje adsorbert per 100 g aluminiumhydroksid ble beregnet, det vil si oljeabsorpsjonshastigheten til det ultrafine aluminiumhydroksidpulveret.
Etter overflatemodifisering av aluminiumhydroksidpulver vil oljeabsorpsjonshastigheten endres til en viss grad. Hvis det ultrafine aluminiumhydroksidpulveret modifiseres med silankoblingsmiddel, vil oljeabsorpsjonshastigheten reduseres med omtrent 10 %.
(2) SEM-test
Morfologien til det ultrafine aluminiumhydroksidpulveret før og etter modifisering ble detektert med elektronmikroskop. Dispersjonen av det modifiserte pulveret i matrisen var bedre enn for det umodifiserte produktet.
(3) FTIR-test
Fourier infrarødspektroskopi (ftir) ble brukt til å analysere gruppene på produktoverflaten. For eksempel kan innholdet av vinyl-Vi og -Si bestemmes ved hjelp av infrarødspektre av aluminiumhydroksidpulver med våt overflatemodifisering av metylvinylsilan.
(4) bestemmelse av produktegenskaper
De modifiserte og umodifiserte ultrafine aluminiumhydroksidpulverne ble brukt til å teste kabelindekser som oksygenindeks, strekkfasthet og bruddforlengelse. Gjennom sammenligning kan det konstateres at flammehemmende og mekaniske egenskaper til de modifiserte produktene har blitt forbedret.
(5) aktiveringsindeks
Aktiveringsindeksen er en indeks for å evaluere overflatemodifiseringseffekten ved å måle prosentandelen av mengden aluminiumhydroksid som flyter på vannoverflaten i forhold til den totale mengden aluminiumhydroksid etter modifisering. På grunn av de forskjellige typene overflatemodifikatorer og forskjellige behandlingsmetoder for ultrafine aluminiumhydroksidpulver, vil noen av de modifiserte pulverne flyte på vannoverflaten og noen vil synke.
For eksempel natriumstearat, våtmodifisering av titanat og tørrmodifisering av hydrofob silan etter ultrafint aluminiumhydroksidpulver, kan aktiveringsindeksen brukes til å evaluere modifikasjonseffekten. Imidlertid ble hydrofil silan modifisert med tørrmetoden, og det ultrafine aluminiumhydroksidpulveret modifisert med våtsilanmetoden ville synke i vann, slik at modifikasjonseffekten ikke kunne evalueres ved aktiveringsindeksen, og den nøyaktige evalueringsmetoden var infrarødspektroskopi.
Publisert: 24. april 2020