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1、2008年第7期消防技术与产品信息3#消防技术#纳米氢氧化铝阻燃剂研究122223谷宏治,张晶,苏敏茹,赵粉娟,万炜涛,周文英(1.中国航天科技集团第四研究院向阳航天材料股份有限公司,陕西西安710025;2.西安交通大学理学院,陕西西安710049;3.西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,陕西西安710049)摘要:详细探讨了纳米氢氧化铝的制备工艺研究,表面改性处理及在聚合物中的应用情况,并展望了其应用前景及研究发展方向。关键词:阻燃剂;纳米氢氧化铝;表面改性处理1前言2制备工艺进展氢氧
2、化铝[Al(OH)3,ATH]具有阻燃、消烟、填充制备纳米氢氧化铝的主要方法有化学沉淀法、水三大功能,在燃烧时无二次污染,热稳定好、无毒、不挥热合成法、碳分法和溶胶-凝胶水热偶合法等。发、不产生腐蚀气体、发烟量少,且资源丰富,价格便2.1化学沉淀法宜,广泛应用于电工、电子、电线电缆、日用品、建筑材化学液相沉淀法制备时,沉淀剂、沉淀温度、晶种料、运输等塑料、橡胶以及纸张、纤维制品中。目前,量及比表面积、介质pH值等都对氢氧化铝粒子尺寸全世界每年都有不同规格的氢氧化铝问世,且其使用大小及形态有重要影响
3、,在制备过程中应加以控制。[5]数量每年都在大幅度增加。国内使用的普通工业氢氧Bhattacharya发现温度升高粒子尺寸增大,反之也对;化铝主要存在如下2个问题:1)由于粒径大(约100~晶种比表面愈大越易产生纳米粒子;升高pH值亦减200目),阻燃效率低,为达到一定的阻燃效果,聚合物少粒子尺寸;改性剂如硫酸铝[Al2(SO4)3]的使用对粒[6]中的填充量常高达40%,导致材料混炼、成型时流动子尺寸大小影响最为明显。陈肖采用活性纳米氢氧性差,不仅严重影响材料力学性能和表观性能,而且使化铝作晶种
4、,经分解、酸洗除钠,制得二氧化硅(SiO2)[1]其挤出加工性能变差;2)分解温度太低,在240e左<0.0057%,氧化钠(Na2O)<0.0072%,氧化钾右明显脱水。所以,需要在较高温度下加工的高聚物(K2O)<0.0087%,平均粒度在1.68~1.96nm之间高将因产生微小的孔穴而影响其性能。纯超微氢氧化铝粉。纳米氢氧化铝不仅可提高阻燃聚合物的有限氧指理论和实践都证明,二段种分法生产纳米氢氧化数,增加阻燃性能,且有助于改善聚合物制品的表面光铝微粉方法可行,且其产品粒度范围窄、粒度均匀、颗
5、[7]洁度和力学、电学性能,增强其抗漏电、耐电弧和耐磨粒完整和流动性好,在塑料中易分散。林齐首先在损能力,还用于消烟和减少材料燃烧时腐蚀气体的生第一级分解槽中加入铝酸钠(Na3AlO3)溶液和特种晶成量。此外,与其它阻燃剂的复合使用更为理想,具有种进行分解;其次,将一级种分浆液和新铝酸钠溶液注[2,3]广阔的前景。然而,随着氢氧化铝粉体粒子的细微入二级分解槽中进行二级分解,最终制备出纳米氢氧化,其表面能增大,粒子之间极易团聚;同时,氢氧化铝化铝微粉。呈强极性,亲水疏油,作为填充剂应用时在有机介质中
6、可以通过微胶囊技术利用沉淀法制备纳米氢氧化[8]难以均匀分散,与基料之间的结合力差,极易造成界面铝。Yaacob等用阳离子苯磺酸铵与阴离子十二苯磺缺陷,导致材料性能下降,影响其作为阻燃添加剂在塑酸钠表面活性剂混合得到一系列微泡,加入氯化铝料和橡胶中的应用效果。因此,纳米氢氧化铝粉体制(AlCl3)溶液后形成微胶囊化,在胶囊中铝离子渐渐被备和表面改性仍然是改善氢氧化铝阻燃剂性能需要解钠离子所取代。同时加入氢氧化钠(NaOH),羟基通过3+决的技术关键。本文综述了当前纳米氢氧化铝制备工囊泡渗透入胶囊内
7、,立即与Al反应生成氢氧化铝,[4]艺、表面处理及在聚合物中的应用。可生成约80nm的产品。4谷宏治等:纳米氢氧化铝阻燃剂研究2008年第7期沉淀过程中,使用表面活性剂对纳米粒子包覆可制备纳米氢氧化铝的基本反应规律与通常碳分法一[9]使纳米粒子稳定化。Rosenholm等用铝酸钠溶液在致,其工艺放大简单,放大效应小,条件要求不苛刻,具草酸溶液中进行中和及稀释可制得200~300nm的氢有较好的应用价值。氧化铝,使用聚乙烯基吡咯烷酮为表面活性剂可制得碳分过程中可以使用表面活性剂直接制备表面改[17]
8、80~300nm的产品;使用聚乙烯醇活性剂得到性的纳米氢氧化铝。刘有智以铝酸钠溶液和二氧[10][11]200nm~112mm的产品。陈建峰与英宏等分别化碳气体为原料,采用碳分法制备了纳米氢氧化铝粉采用硝酸铝[Al(NO3)3]和氨水变速滴加混合法可得到体。在氢氧化铝胶体溶液中添加复合表面活性剂三乙颗粒尺寸小于5nm的氢氧化铝沉淀,而且在该反应液基苄基氯化铵P磷酸钠防粒子团聚,所制备的氢氧化铝中加入一定量表面活性剂,合成出粒径细小、尺寸分布粒子呈单斜晶系,具有憎水性,平均粒径20n
