[发明专利]一种改性氢氧化铝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种改性氢氧化铝及其制备方法。

背景技术

氢氧化铝是一种常用的化工生产原料，其最重要的用途之一就是可用作各种高分子材料的阻燃添加剂，以提高材料的阻燃性能，但要求氢氧化铝必须在这些高分子基材中能分散均匀，从而不致影响基材本身的加工性能及基本力学性能。

由于氢氧化铝表面具有“亲水疏油”的特点，导致其与高分子材料的界面性质相差太大，结合力很差，再加上氢氧化铝在成型加工过程中易发生团聚现象，从而使氢氧化铝很难在高分子基材中分散均匀，进而影响到高分子材料的加工和使用性能。因此，为了提高氢氧化铝在基材中的分散性与相容性，需要对氢氧化铝粉体表面进行改性，使其颗粒表面由“亲水疏油”变为“疏水亲油”，以提高氢氧化铝颗粒本身的分散性，从而改善其与基体材料微观界面间的粘结力和亲和性，阻止材料力学性能的急剧下降。

目前，关于氢氧化铝改性的方法主要有如下两种：

（1）合成纳米级的氢氧化铝。

该法可以很好地改善氢氧化铝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学性能。但是实验室合成的纳米级氢氧化铝具有成本高，工艺复杂等特点，因此很难实现工业化；

（2）出于成本和工艺条件的考虑，许多研究者着手利用成本低廉、改性效果好、环保型的表面活性剂对氢氧化铝颗粒表面进行有机化改性，从而改善氢氧化铝与基材的相容性以及在基材中的分散性。氢氧化铝的表面处理技术主要包括两类：表面活性剂湿法处理和偶联剂干法处理。

①表面活性剂湿法处理通常选择阴离子、阳离子型表面活性剂以及少数非离子型表面活性剂作为改性剂。该法改性的原理为：表面活性剂分子的一端大多数为长链烷基，而另一端为羧基、氨基等一些极性基团。在搅拌过程中表面活性剂分子的“两亲性”使其极性基团通过化学吸附、物理吸附方式在颗粒的表面形成定向的排列的吸附层（单分子层或双分子层），从而改变了氢氧化铝颗粒的表面性质。

目前利用表面活性剂湿法处理无机粉体颗粒表面的报道较多，例如： “一种硅油表面改性氢氧化铝阻燃剂的制备方法” （CN20101053724.8）专利中则采用了先将硅油以物理吸附于氢氧化铝表面，再喷催化剂使硅油的官能团与氢氧化铝的表面羟基发生反应的方法。许多文献在报道湿法改性氢氧化铝主要都集中在用“水包油”型的阴离子表面活性剂对纳米级的氢氧化铝表面改性，却很少有文献报道用“油包水”型的非离子表面活性对微米级的较大粒径的氢氧化铝进行表面改性。上述用阴离子型表面活性剂对纳米级氢氧化铝改性的成本较高，工艺较为复杂。因此，本发明选择司班系列非离子型表面活性剂对微米级的氢氧化铝表面改性。一是考察用新的表面活性剂表面改性效果如何，二是选用市售的微米级的氢氧化铝可以更好取材降低实验成本。

②偶联剂干法改性是利用偶联剂分子在氢氧化铝表面形成所谓的“分子桥”（范德华力、氢键外，可能还有其他的配位键、离子键和共价键），把性质不同的两种材料连接在一起。从而使氢氧化铝颗粒与有机高分子材料的相容性得以提高。例如：“一种表面改性的氢氧化铝阻燃剂及其制备方法”（CN200710069077.4）专利中报道了采用（亚）磷酸酷和硅烷偶联剂进行表面处理，从而提高氢氧化铝与聚合材料的分散性和相容性。常用的偶联剂主要有硅烷偶联剂和钛酸酷类偶联剂等。然而大多数偶联剂易水解、改性过后的后续工艺复杂、耗能高、不经济而且改性的效果不是很理想，不能完全把有机物包覆在氢氧化铝的表面上，不易实现工业化。因此，本发明选择湿法改性氢氧化铝，使之改性的更充分效果更好，实现低消耗、低成本、工艺简单、效果的目的。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的氢氧化铝添加剂分散性差，不易亲油和相容性差等技术问题而提供一种表面改性的氢氧化铝。该表面改性的氢氧化铝具有较好的亲油性、分散性、与高分子基材的相容性以及制备成本低廉等特点。

本发明的目的之二在于提供上述的一种改性氢氧化铝的制备方法。

本发明的技术原理

利用表面活性剂的亲水基团与氢氧化铝表面上的羟基发生脱水反应，从而使表面活性剂的亲油基团接枝到氢氧化铝粉体表面，同时改性过程中的物理、化学吸附作用还可形成一层外侧亲油的吸附层，可以提高了氢氧化铝的亲油性，从而进一步氢氧化铝与高分子基材的相容性。

本发明的技术方案

一种表面改性的氢氧化铝，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

氢氧化铝            30份

改性剂              0.9-1.2份。