活性氫氧化鋁在填料市場有著廣闊的應(yīng)用。研究晶體發(fā)育完善、吸油率低、純度高及在高聚物中填充性能良好的氫氧化鋁制備工藝意義重大。本公司主要研究了種分與碳分生產(chǎn)活性氫氧化鋁的生產(chǎn)工藝及所生產(chǎn)氫鋁的填料特性,同時還研究了顆粒級配對氫鋁吸油率的影響。

我公司主要研究結(jié)果如下:

 (1) 通過控制間斷碳分、連續(xù)碳分的工藝條件,可以生產(chǎn)出填料級的氫氧化鋁;但碳分工藝所生產(chǎn)氫氧化鋁產(chǎn)品的吸油率較高(約25ml/100g),這主要是由于碳分所生產(chǎn)氫鋁顆粒的結(jié)晶疏松多孔及晶體表面粗糙所致。

(2) 通過控制間斷種分的分解溫度、分解時間、種子系數(shù)以及精液加入方式等工藝,可實現(xiàn)中位徑為50～65μm且晶體發(fā)育較為完善的高白填料級活性氫氧化鋁的生產(chǎn);間斷種分初期的分解速度較快,這主要是由于初期的分解動力大,并且加入的種子是經(jīng)過磨細所得得活性較高的氫鋁;但間斷種分所得次顆粒之間縫隙較大,從而也使得其吸油量較高;碳分和種分種子對間斷種分產(chǎn)品的粒度和吸油量的影響不明顯。

(3) 連續(xù)種分可生產(chǎn)出中位徑為27～1.1μm、且吸油率較低的高白填料活性氫氧化鋁,這主要是由于連續(xù)種分的分解時間較長,從而使得氫鋁的晶體顆粒表面較為光潔、結(jié)晶程度較高及顆粒之間的縫隙小;連續(xù)種分產(chǎn)品的粒度呈較完整的正態(tài)分布。

氫氧化鋁(ATH)是聚烯烴和不飽和聚酯低毒無鹵的阻燃劑之一。然而，由于氫氧化鋁表面親水疏油，與非極性高分子材料相容性差，界面之間難以形成良好的結(jié)合和粘接；同時其阻燃效率低，作為高分子阻燃劑時添加量大，導(dǎo)致復(fù)合材料的加工性能和力學(xué)性能急劇下降。針對以上的問題，本公司從氫氧化鋁的表面改性處理入手，同時將氫氧化鋁與其它無機阻燃劑組成復(fù)合阻燃體系，研究其復(fù)合阻燃性能和機理。
　　我司研究了含氫硅油改性氫氧化鋁的工藝條件，探討了含氫硅油用量、時間、溫度等工藝因素對氫氧化鋁改性效果的影響；采用熱重分析(TGA)和變換紅外光譜分析(FT-IR)表征改性前后氫氧化鋁的熱穩(wěn)定性和表面結(jié)構(gòu)情況；并通過活化指數(shù)和沉降速度，對改性氫氧化鋁的穩(wěn)定性和表面疏水性進行表征，優(yōu)化配方和工藝條件，制備出適合于聚烯烴阻燃的氫氧化鋁粉體；其次是將處理過的氫氧化鋁填充在PP共聚物中，通過混合擠出并注塑成標(biāo)準(zhǔn)實驗樣條，測試復(fù)合材料的缺口沖擊強度、拉伸強度、斷裂伸長率、極限氧指數(shù)、加工性能等參數(shù)來表征復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻燃性能，并用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察復(fù)合材料的斷面形貌，從而綜合評價含氫硅油改性氫氧化鋁的效果。為了比較，還選擇了其它含官能團硅油和常用表面改性劑(硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑)對氫氧化鋁表面進行改性，以及將改性后的氫氧化鋁用于填充阻燃PP共聚物，對比改性劑的改性效果，探討了其改善復(fù)合材料力學(xué)性能的機理。氫氧化鋁與其它無機阻燃劑組成的復(fù)合阻燃體系在PP共聚物中的阻燃性能和阻燃機理，為改性氫氧化鋁的實際應(yīng)用積累數(shù)據(jù)。

主要結(jié)論如下：
　　 1、在含氫硅油改性氫氧化鋁的體系中，研究結(jié)果表明，適宜的工藝改性條件為含氫硅油用量為氫氧化鋁質(zhì)量的1.0％，改性時間和溫度分別為30min和80℃。從改性后氫氧化鋁的熱重分析和復(fù)合材料的力學(xué)性能測試結(jié)果可知，含氫硅油改性氫氧化鋁不僅提高了氫氧化鋁的熱穩(wěn)定性，也明顯改善了復(fù)合材料的力學(xué)性能。
　　 2、經(jīng)過表面改性劑處理過的氫氧化鋁在PP共聚物基體中具有良好的分散性和相容性，填料和基體界面的粘結(jié)力增強，共聚物復(fù)合材料的加工性能和力學(xué)性能有明顯地改善，其中以含氫硅油對復(fù)合材料的綜合性能改善效果為顯著。
　　 3、以氫氧化鋁為主與其它無機阻燃劑組成復(fù)合阻燃體系的研究結(jié)果表明，氫氧化鋁與其它阻燃劑之間具有的相互作用和協(xié)同阻燃效果，從而降低了氫氧化鋁的用量，提高了復(fù)合材料的阻燃性能和力學(xué)性能。

不飽和聚酯(UPR)是迄今為止熱固性樹脂中用量大的材料.其發(fā)展與應(yīng)用也越來越廣泛,在諸多領(lǐng)域上都要求了其需要有較高的阻燃性,因此,本公司就其阻燃性問題進行了研究,研究了阻燃劑對其阻燃性的提高與對其力學(xué)性能的影響.實驗過程是以順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、乙二醇合成不飽和聚酯,對其進行力學(xué)性能(拉伸強度、彎曲強度)和阻燃性的研究,然后再在不飽和聚酯中加入四溴苯酐或聚磷酸銨,研究其對不飽和聚酯的阻燃性與力學(xué)性能(拉伸強度、彎曲強度)影響,并進行對比.研究表明,加入反應(yīng)型阻燃劑四溴苯酐或聚磷酸銨都能提高不飽和聚酯的阻燃性,對于不飽和聚酯的力學(xué)性能來說,加入反應(yīng)型阻燃劑四溴苯酐的不飽和聚酯的力學(xué)性能要高于加入聚磷酸銨的力學(xué)性能