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旋转床-水热耦合法制备改性氢氧化铝的研究

文字:[大][中][小] 2017-5-9  浏览次数:734

三水氧化铝(ATH)作为阻燃剂和抑烟剂可用于塑料、橡胶以及纸张、纤维中。氢氧化铝阻燃具有热稳定好、无毒、不挥发、不产生腐蚀气体、发烟量少等优点,而且资源丰富,价格便宜。但市售阻燃剂用氢氧化铝在应用方面也存在着不足。其一,普通 ATH 230 ℃左右明显脱水,而大多数热塑性塑料(如 NylonPBTPETPC 等)的加工温度在 270℃ 左右,所以氢氧化铝不能应用于热塑性塑料;另外,市售的氢氧化铝粒径较大,在几微米左右,加之只有在高添加量的情况下才能起到阻燃作用,大粒径和高添加量大大影响了材料的加工和机械性能。所以,提高 ATH 的分解温度并使其超细化是目前急需解决的问题。近年来,研究通过嵌入其它分子改变 ATH 的失水温度和失重比例的研究已有重大突破,据报道美国的 Alcoa 铝业公司今年开发出一种新型的铝系阻燃剂 BAO,其失重温度可达350℃,整体失重达到50%,可用于 PCPBTNylon 等材料中,但制备方法不详细;另外,北京化工大学超重力工程中心 [2] 利用旋转填充床成功制备了粒径 1~10nm、长约 10~100nm的纤维状超细拟薄水铝石。

相关科研工作者利用旋转填充床碳分-水热耦合法制备出失重温度在360℃,失重率可达52%,粒径在120nm左右的改性氢氧化铝阻燃剂。并对碳分分解过程中的沉淀 pH 值、温度以及水热处理条件进行了考察,得出以下结论:

(1) 旋转填充床在不同条件下碳分可得拟薄水铝石、拜尔石等多种氧化铝水合物,均可作为先驱物制得符合要求的改性氢氧化铝。

(2) 制备改性氢氧化铝,温度必须在 130 ℃以上,且随温度升高,反应时间缩短。

(3) 改性剂与氢氧化铝的配比对产品失重率和收率有较大影响,当配比高于 0.7 时,可制得改性氢氧化铝,但随配比增大,收率降低。

(4) 先驱体、温度、配比对产品粒径影响不大。

(5) 利用旋转填充床碳分-水热耦合法可制备出失重温度在360℃左右,失重率在52%左右,粒径在120nm左右超细的改性氢氧化铝。其流程简单,条件容易控制,易于工业化,有着广泛的应用前景。

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