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超细氢氧化铝粉体的制备方法有哪些 粉碎设备介绍

来源:山东埃尔派粉体科技有限公司发布日期:2021-04-01

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氢氧化铝(ATH)兼有阻燃、消烟、填充等多重功能,不会产生二次污染,能与多种物质产生协同阻燃效应,被广泛地应用于复合材料的阻燃添加剂,己成为用量最大的环保型无机阻燃剂。当ATH用作阻燃添加剂时,其含量和粒径对复合材料的阻燃性能和力学性能有很大影响。为了达到一定的阻燃等级,通常ATH的添加量较大,当添加量一定时,粒度越细阻燃效果越好。因此,为了更好地发挥氢氧化铝粉体的阻燃效果,且在添加量增大时,降低粉体对复合材料力学性能的影响,超细化、纳米化是ATH阻燃剂发展的新趋势。

但超细粉体的粒径很小,表面能高,很容易发生团聚,很难均匀地分散到高分子基体中;并且氢氧化铝粉体是典型的极性无机材料,与有机聚合物特别是非极性聚烯烃的亲和性差,界面结合力小,从而导致材料混炼、成型时流动性差,加工性能和力学性能恶化。因此,如何降低超细氢氧化铝颗粒之间的团聚,改善氢氧化铝粉体与高分子基体的界面相容性,提高它们在高分子基体中的分散性,从而获得性能优异的阻燃复合材料,就成为超细ATH在阻燃填充材料领域中应用的关键性问题。

1、超细氢氧化铝的制备

超细氢氧化铝的制备方法有物理法和化学法。物理法通常指机械法;化学法则包含有种分法、溶胶-凝胶法、沉淀法、水热合成法、碳分法、超重力法等。

(1)种分法

常用的种分法其核心是在制备好的铝酸钠溶液中加入超细ATH晶种,从而制备更纯更细的ATH粉体。其中,晶种的品质是影响ATH粉体粒度的重要因素。

(2)机械法

机械法是通过搅拌磨和气流磨等设备将经洗涤、干燥处理的非工业级氢氧化铝粉碎研磨成粒度较细的ATH粉末。该方法生产的ATH粉体形状不规则,粒度粗,分布广,一般在5~15μm范围内,产品性能较差。将此方法生产的氢氧化铝用于电线、电缆的生产中,其加工性能、延展性和阻燃性能远不及化学法生产的氢氧化铝。机械法虽制备过程简单、实验成本较低但产品杂质含量较高且粒度分布不均匀,因此无法广泛应用。

(3)沉淀法

沉淀法的方式有直接和均匀沉淀两类。直接沉淀是指在铝酸盐溶液中加入沉淀剂,在一定条件下制得高纯超细氢氧化铝。沉淀过程中,沉淀剂与溶液的混合程度是影响最后产品性质的关键因素。均匀沉淀法与直接沉淀不同,其沉淀生长速度较缓慢。

(4)溶胶-凝胶法

此方法主要是通过在一定水浴温度、搅拌速率及pH值的条件下水解铝的化合物进而生成氢氧化铝胶体,然后在一定条件下转变成凝胶,最后经干燥研磨制得粒径较小的氢氧化铝粉体。

(5)碳分法

碳分法是将CO2通入铝酸钠溶液中,通过控制反应条件来制备氢氧化铝。

(6)水热合成法

水热法主要通过对密闭反应容器加热的方式,使原料在有机溶剂介质中高温高压反应制备ATH的方法。

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