超細氫氧化鋁粉能與磷等多種物質產生協(xié)同阻燃效果,具有消煙、阻燃、填充等多重功能。為了使超細氫氧化鋁粉體更廣泛地應用于聚烯烴等阻燃材料中,需要對氫氧化鋁粉體進行表面改性,增強超細氫氧化鋁粉體與基體即有機聚合物或樹脂的相容性,改善其表面的物理化學特性,以及在有機基體中的分散性,從而提高材料的機械強度和綜合性能。
一、超細氫氧化鋁常用的表面改性劑:1、硅烷偶聯(lián)劑。硅烷偶聯(lián)劑有100多種,其中-官能硅烷偶聯(lián)劑穩(wěn)定,可用于熱塑性和熱固性填充氫氧化鋁的改性,可明顯提高產品的強度。官能硅烷偶聯(lián)劑的穩(wěn)定性介于和之間。-官能硅烷偶聯(lián)劑除了能提高產品的力學性能外,還能改善產品的電性能和防潮性能。2、鋯偶聯(lián)劑。類鋯偶聯(lián)劑由含鋁酸鋯的低分子量無機聚合物組成,分子主鏈上絡合有兩個有機配體。一種配體賦予偶聯(lián)劑良好的羥基穩(wěn)定性,另一種配體賦予偶聯(lián)劑良好的有機反應性,對超細氫氧化鋁粉體具有良好的改性效果。3、脂肪酸及其鹽。在脂肪酸及其鹽的分子結構中,一端是長鏈烷基,另一端是羧基及其金屬鹽,可以與氫氧化鋁表面的官能團發(fā)生化學反應。用脂肪酸及其鹽處理超細氫氧化鋁粉體類似于偶聯(lián)劑,可以改善產品的力學性能和加工性能,提高超細氫氧化鋁粉體與聚合物分子的親和力。4、不飽和有機酸。常見的不飽和甲基丙烯酸、有機酸、肉桂酸等。一般來說,酸度越強,越容易形成離子鍵,所以我們選擇丙烯酸和甲基丙烯酸。各種有機酸可以單獨使用,也可以混合使用,處理含堿金屬離子的礦物超細氫氧化鋁粉體,效果良好。
二、超細氫氧化鋁的表面改性工藝。目前常用的超細氫氧化鋁粉體表面改性方法主要有濕法改性和干法改性。1、干法改性。過程中,將改性劑緩慢滴入高速攪拌的氫氧化鋁粉末中,待改性超細氫氧化鋁粉末預熱到一定溫度后,反應一定時間后,停機包裝。2、濕法改性。濕法改性是指在超細氫氧化鋁粉體的生產過程中,將合成的氫氧化鋁漿料過濾洗滌,濾餅打漿,在一定溫度下將改性劑加入打漿后的漿料中,攪拌一段時間,過濾,干燥分散,然后包裝。
硬脂酸鈉和鈦酸鹽濕法改性的超細氫氧化鋁粉末和疏水硅烷干法改性的超細氫氧化鋁粉末可以通過活化指數(shù)來評價。而干法親水硅烷改性、濕法硅烷改性的超細氫氧化鋁粉體會沉入水中,因此改性效果無法用活化指數(shù)來評價,準確的評價方法是紅外光譜測試。