[發(fā)明專利]一種改性氫氧化鋁及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410188317.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104004226A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱鵬;梅慶波;吳波;劉惠平;王榮;胡彬龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C08K9/04
• 分類號(hào): C08K9/04;C08K3/22;C09C1/40;C09C3/10;C09C3/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;馬文峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，特別涉及一種改性氫氧化鋁及其制備方法。

背景技術(shù)

氫氧化鋁是一種常用的化工生產(chǎn)原料，其最重要的用途之一就是可用作各種高分子材料的阻燃添加劑，以提高材料的阻燃性能，但要求氫氧化鋁必須在這些高分子基材中能分散均勻，從而不致影響基材本身的加工性能及基本力學(xué)性能。

由于氫氧化鋁表面具有“親水疏油”的特點(diǎn)，導(dǎo)致其與高分子材料的界面性質(zhì)相差太大，結(jié)合力很差，再加上氫氧化鋁在成型加工過(guò)程中易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，從而使氫氧化鋁很難在高分子基材中分散均勻，進(jìn)而影響到高分子材料的加工和使用性能。因此，為了提高氫氧化鋁在基材中的分散性與相容性，需要對(duì)氫氧化鋁粉體表面進(jìn)行改性，使其顆粒表面由“親水疏油”變?yōu)椤笆杷H油”，以提高氫氧化鋁顆粒本身的分散性，從而改善其與基體材料微觀界面間的粘結(jié)力和親和性，阻止材料力學(xué)性能的急劇下降。

目前，關(guān)于氫氧化鋁改性的方法主要有如下兩種：

（1）合成納米級(jí)的氫氧化鋁。

該法可以很好地改善氫氧化鋁在基材的分散性和相容性，甚至可以提高某些材料的基本力學(xué)性能。但是實(shí)驗(yàn)室合成的納米級(jí)氫氧化鋁具有成本高，工藝復(fù)雜等特點(diǎn)，因此很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；

（2）出于成本和工藝條件的考慮，許多研究者著手利用成本低廉、改性效果好、環(huán)保型的表面活性劑對(duì)氫氧化鋁顆粒表面進(jìn)行有機(jī)化改性，從而改善氫氧化鋁與基材的相容性以及在基材中的分散性。氫氧化鋁的表面處理技術(shù)主要包括兩類：表面活性劑濕法處理和偶聯(lián)劑干法處理。

①表面活性劑濕法處理通常選擇陰離子、陽(yáng)離子型表面活性劑以及少數(shù)非離子型表面活性劑作為改性劑。該法改性的原理為：表面活性劑分子的一端大多數(shù)為長(zhǎng)鏈烷基，而另一端為羧基、氨基等一些極性基團(tuán)。在攪拌過(guò)程中表面活性劑分子的“兩親性”使其極性基團(tuán)通過(guò)化學(xué)吸附、物理吸附方式在顆粒的表面形成定向的排列的吸附層（單分子層或雙分子層），從而改變了氫氧化鋁顆粒的表面性質(zhì)。

目前利用表面活性劑濕法處理無(wú)機(jī)粉體顆粒表面的報(bào)道較多，例如：?“一種硅油表面改性氫氧化鋁阻燃劑的制備方法”?（CN20101053724.8）專利中則采用了先將硅油以物理吸附于氫氧化鋁表面，再噴催化劑使硅油的官能團(tuán)與氫氧化鋁的表面羥基發(fā)生反應(yīng)的方法。許多文獻(xiàn)在報(bào)道濕法改性氫氧化鋁主要都集中在用“水包油”型的陰離子表面活性劑對(duì)納米級(jí)的氫氧化鋁表面改性，卻很少有文獻(xiàn)報(bào)道用“油包水”型的非離子表面活性對(duì)微米級(jí)的較大粒徑的氫氧化鋁進(jìn)行表面改性。上述用陰離子型表面活性劑對(duì)納米級(jí)氫氧化鋁改性的成本較高，工藝較為復(fù)雜。因此，本發(fā)明選擇司班系列非離子型表面活性劑對(duì)微米級(jí)的氫氧化鋁表面改性。一是考察用新的表面活性劑表面改性效果如何，二是選用市售的微米級(jí)的氫氧化鋁可以更好取材降低實(shí)驗(yàn)成本。

②偶聯(lián)劑干法改性是利用偶聯(lián)劑分子在氫氧化鋁表面形成所謂的“分子橋”（范德華力、氫鍵外，可能還有其他的配位鍵、離子鍵和共價(jià)鍵），把性質(zhì)不同的兩種材料連接在一起。從而使氫氧化鋁顆粒與有機(jī)高分子材料的相容性得以提高。例如：“一種表面改性的氫氧化鋁阻燃劑及其制備方法”（CN200710069077.4）專利中報(bào)道了采用（亞）磷酸酷和硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，從而提高氫氧化鋁與聚合材料的分散性和相容性。常用的偶聯(lián)劑主要有硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酷類偶聯(lián)劑等。然而大多數(shù)偶聯(lián)劑易水解、改性過(guò)后的后續(xù)工藝復(fù)雜、耗能高、不經(jīng)濟(jì)而且改性的效果不是很理想，不能完全把有機(jī)物包覆在氫氧化鋁的表面上，不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。因此，本發(fā)明選擇濕法改性氫氧化鋁，使之改性的更充分效果更好，實(shí)現(xiàn)低消耗、低成本、工藝簡(jiǎn)單、效果的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的氫氧化鋁添加劑分散性差，不易親油和相容性差等技術(shù)問(wèn)題而提供一種表面改性的氫氧化鋁。該表面改性的氫氧化鋁具有較好的親油性、分散性、與高分子基材的相容性以及制備成本低廉等特點(diǎn)。

本發(fā)明的目的之二在于提供上述的一種改性氫氧化鋁的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)原理

利用表面活性劑的親水基團(tuán)與氫氧化鋁表面上的羥基發(fā)生脫水反應(yīng)，從而使表面活性劑的親油基團(tuán)接枝到氫氧化鋁粉體表面，同時(shí)改性過(guò)程中的物理、化學(xué)吸附作用還可形成一層外側(cè)親油的吸附層，可以提高了氫氧化鋁的親油性，從而進(jìn)一步氫氧化鋁與高分子基材的相容性。

本發(fā)明的技術(shù)方案

一種表面改性的氫氧化鋁，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下：

氫氧化鋁????????????30份

改性劑??????????????0.9-1.2份。