Ultrafint aluminiumhydroxidpulver har flera funktioner såsom flamskyddsmedel, rökeliminering och fyllnadsmedel, och kan producera synergistisk flamskyddseffekt med fosfor och andra ämnen. Det är ett viktigt miljöskyddande flamskyddsmedel inom elektronik-, kemi-, kabel-, plast-, gummi- och andra industrier.
Aluminiumhydroxid är ett oorganiskt flamskyddsmedel av fyllnadstyp. För att uppnå bättre flamskyddseffekt måste fyllnadsmängden vara mer än 40 % (total mängd), ibland så hög som 60 %. Men den höga fyllnadsmängden påverkar inte bara produktens mekaniska egenskaper allvarligt, utan försämrar också extruderings- och bearbetningsprestanda.
För att kunna tillverka superfint aluminiumhydroxidpulver som kan användas i stor utsträckning i flamskyddsmedel som polyolefiner, måste ytan modifieras med aluminiumhydroxidpulver för att förbättra ytans fysikaliska och kemiska egenskaper, förbättra det superfina aluminiumhydroxidpulvret och substratet, samt förbättra den organiska polymerens eller hartsens kompatibilitet och dispersion i det organiska substratet, för att förbättra materialets mekaniska hållfasthet och dess övergripande prestanda.
1. Ytmodifierare som vanligtvis används för ultrafin aluminiumhydroxid
(1) silankopplingsmedel
Det finns mer än hundra typer av silankopplingsmedel, bland vilka silankopplingsmedlet med enskiktssilan med funktionell grupp är det mest stabila. Stabiliteten hos silankopplingsmedlet med funktionell grupp, den f-funktionella gruppen, ligger mellan stål och metall. Förutom att förbättra produkternas mekaniska egenskaper kan silankopplingsmedlet med funktionell grupp, den f-funktionella gruppen, även förbättra produkternas elektriska egenskaper och fuktbeständighet.
(2) zirkoniumkopplingsmedel
Klass zirkoniumkopplingsmedel innehållande zirkoniumaluminat har en låg relativ molekylmassa av oorganisk polymer i molekylens huvudkedja vid komplexbildning av två typer av organiska ligandsubenheter, ett dentat med kopplingsmedlet har god hydroxylstabilitet, ett annat dentat med kopplingsmedlet har god organisk reaktion, och det superfina aluminiumhydroxidpulvret har goda modifierade effekter.
(3) högre fettsyror och deras salter
I den molekylära strukturen hos högre fettsyror och deras salter är ena änden en långkedjig alkylgrupp, och den andra änden är en karboxylgrupp och dess metallsalt som kan reagera med de funktionella grupperna på ytan av aluminiumhydroxid. Behandling av ultrafint aluminiumhydroxidpulver med hög fettsyrahalt och dess salt kan förbättra affiniteten mellan ultrafint aluminiumhydroxidpulver och polymermolekylen, och förbättra produktens mekaniska och bearbetningsegenskaper.
(4) omättade organiska syror
Vanliga omättade organiska syror är: akrylsyra, metakrylsyra, kanelsyra, etc. Generellt sett, ju starkare syran är, desto lättare bildar den jonbindningar, så välj mer: akrylsyra och metakrylsyra.
En mängd olika organiska syror kan användas ensamma, men kan också blandas, och behandling av alkalimetalljoner som innehåller mineraliskt ultrafint aluminiumhydroxidpulver ger bättre effekt.
(5) organiskt kisel
Makromolekylorganisk kisel, även känd som kiselolja, är en typ av polymer som är bunden till en organisk grupp på kiselatomen via en kiselsyrebindningskedja (si-o-si) som skelett. Vanligtvis används väteinnehållande polymetylsiloxan, hydroxylterminerad polydimetylsiloxan, etc.
2. Ytmodifieringsprocess för ultrafin aluminiumhydroxid
För närvarande är ytmodifieringsmetoderna för ultrafint aluminiumhydroxidpulver huvudsakligen torra och våta.
(1) torrmodifiering
I denna process förvärms det modifierade ultrafina aluminiumhydroxidpulvret till en viss temperatur, och modifieringsmedlet droppas långsamt ner i det höghastighetsdrivna aluminiumhydroxidpulvret, och produkten stoppas för förpackning efter reaktionen under en viss tid.
Fördelarna med torrmodifiering är låga krav på utrustning och enkel drift. Nackdelen är att arbetarnas arbetsintensitet är stor och att beläggningshastigheten för aluminiumhydroxidpulver är låg.
(2) våtmodifiering
Våtmodifiering är en process i produktionsprocessen för ultrafint aluminiumhydroxidpulver, där aluminiumhydroxidslammet syntes efter filtrering, tvättning, viskning av filterkakan, viskning av slammet vid en viss temperatur efter tillsats av modifierare, omrörning under en viss tidsperiod, filtrering, torkning och viskning av förpackningen.
Fördelarna med våtmodifiering är låg arbetsintensitet, ingen dammförorening, hög produktionseffektivitet, hög aluminiumhydroxidpulverbeläggningsgrad, 20-30%, modifieringseffekten är hög och stabil. Jämfört med torrmodifiering har våtmodifiering en längre process och högre krav på utrustning. På grund av fördelarna med våtmodifiering ersätter den gradvis produktionsmetoden för torrmodifiering.
3. Utvärderingsmetod för ytmodifieringseffekten av ultrafin aluminiumhydroxid
(1) oljeabsorptionshastighetstest
Oljeabsorptionshastigheten används huvudsakligen för att mäta mängden ricinolja som behövs när en viss mängd Al(OH)3-pulver precis når mättnadsinfiltration, och den används för att karakterisera mängden harts som behövs när en viss mängd Al(OH)3-pulver precis når mättnadsinfiltration.
Detektionsmetoden är följande: det superfina aluminiumhydroxidpulvret vägs och det torkade provet, cirka 10 g, placeras i en bägare, droppas ricinolja med en byrett och blandas försiktigt med en glasstav för att göra ricinolja och prov jämnt infiltrerade till en boll. Mängden adsorberad ricinolja per 100 g aluminiumhydroxid beräknades, det vill säga oljeabsorptionshastigheten för ultrafint aluminiumhydroxidpulver.
Efter ytmodifiering av aluminiumhydroxidpulver kommer oljeabsorptionshastigheten att förändras i viss utsträckning. Om det ultrafina aluminiumhydroxidpulvret modifieras med silankopplingsmedel kommer oljeabsorptionshastigheten att minska med cirka 10 %.
(2) SEM-test
Morfologin hos det ultrafina aluminiumhydroxidpulvret före och efter modifiering detekterades med elektronmikroskop. Dispersionen av det modifierade pulvret i matrisen var bättre än den för den omodifierade produkten.
(3) FTIR-test
Fourier-infrarödspektroskopi (ftir) användes för att analysera grupperna på produktytan. Till exempel kan innehållet av vinyl-Vi och -Si bestämmas med hjälp av ir-spektra av aluminiumhydroxidpulver med våt ytmodifiering av metylvinylsilan.
(4) bestämning av produktegenskaper
De modifierade och omodifierade ultrafina aluminiumhydroxidpulverna användes för att testa kabelindex såsom syreindex, draghållfasthet och brottöjning. Genom jämförelse kan man konstatera att flamskyddsegenskaperna och de mekaniska egenskaperna hos de modifierade produkterna har förbättrats.
(5) aktiveringsindex
Aktiveringsindex är ett index för att utvärdera ytmodifieringseffekten genom att mäta procentandelen av mängden aluminiumhydroxid som flyter på vattenytan i förhållande till den totala mängden aluminiumhydroxid efter modifiering. På grund av de olika typerna av ytmodifierare och olika behandlingsmetoder för ultrafina aluminiumhydroxidpulver kommer en del av de modifierade pulvren att flyta på vattenytan och en del kommer att sjunka.
Såsom natriumstearat, våtmodifiering av titanat och torrmodifiering av hydrofob silan efter ultrafint aluminiumhydroxidpulver, kan aktiveringsindex användas för att utvärdera modifieringseffekten. Emellertid modifierades hydrofil silan med torr metod, och det ultrafina aluminiumhydroxidpulvret som modifierats med våt silanmetod sjunker i vatten, så modifieringseffekten kunde inte utvärderas med aktiveringsindex, och den noggranna utvärderingsmetoden var infrarödspektroskopi.
Publiceringstid: 24 april 2020