超細氫氧化鋁的制備及提高其熱穩(wěn)定性技術研究.pdf

1、我國主要采用鋁酸鈉溶液晶種分解法制備超細氫氧化鋁，生產(chǎn)中易存在產(chǎn)品粒度分布寬、顆粒形貌難以有效控制等問題。由于氫氧化鋁分解溫度低，在與有機高聚物加工過程中易分解，影響產(chǎn)品的使用性能，限制了其應用范圍。為了解決超細氫氧化鋁在生產(chǎn)和應用過程中存在的問題，為生產(chǎn)工藝優(yōu)化和新產(chǎn)品開發(fā)提供理論指導，對其制備過程進行了系統(tǒng)研究，并開發(fā)了提高其熱穩(wěn)定性技術。 論文利用激光粒度分析儀、掃描電子顯微鏡、表面電位儀、動態(tài)光散射粒度分析儀、漿體分散穩(wěn)

2、定性分析儀、電子束微區(qū)分析（EDS）等測試手段和分析方法，首次對鋁酸鈉溶液晶種分解制備超細氫氧化鋁過程進行了系統(tǒng)研究，開發(fā)了氫氧化鋁顆粒形貌控制及提高氫氧化鋁阻燃劑熱穩(wěn)定性技術。主要結論和創(chuàng)新點如下： 1）研究了分解溫度、凝膠種子率、分解時間、鋁酸鈉溶液濃度等主要因素對鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁過程中分解率、析出氫氧化鋁粒度的影響。首次系統(tǒng)研究了凝膠晶種在分解過程中的作用，通過在線檢測反應過程中體系的溫度變化，結合鋁酸鈉溶液分解

3、過程中分解液成分分析等，提出了凝膠晶種制備超細氫氧化鋁的可能機理。 2）根據(jù)分形理論，將粒度分布維數(shù)與超細氫氧化鋁粒度分布的質(zhì)量相關聯(lián)，系統(tǒng)研究了溫度、種子率等主要因素對鋁酸鈉溶液分解析出超細氫氧化鋁粒度分布分維數(shù)的影響。發(fā)現(xiàn)從鋁酸鈉溶液中析出超細氫氧化鋁的粒度分布具有分形特征，粒度分布寬度與其粒度分布分維數(shù)是對應的，粒度分布分維數(shù)可為顆粒粒度分布質(zhì)量提供更為可靠的判據(jù)。 3）系統(tǒng)研究了鋁酸鈉溶液中Na2CO3和Na2S

4、O4雜質(zhì)對鋁酸鈉溶液分解過程中分解率、析出氫氧化鋁粒度分布的影響，對其影響機理進行了分析。Na2CO3和Na2SO4雜質(zhì)的存在，降低了鋁酸鈉溶液的分解率，使分解析出氫氧化鋁的粒度粗化，析出氫氧化鋁晶體顆粒群的分維數(shù)隨溶液中碳酸鈉和硫酸鈉雜質(zhì)濃度的增加而不斷增大。Na2SO4對分解率及超細氫氧化鋁粒度分布的影響均大于Na2CO3。 4）首次對鋁酸鈉溶液添加凝膠晶種分解制備超細氫氧化鋁動力學進行了系統(tǒng)研究。通過研究分解溫度、苛性堿濃

5、度、種子率以及鋁酸鈉溶液濃度等對分解動力學的影響，得到了鋁酸鈉溶液添加凝膠晶種分解動力學方程。根據(jù)動態(tài)光散射粒度檢測和掃描電鏡結果，提出了種分制備超細氫氧化鋁晶體生長機理。 5）系統(tǒng)研究了電解質(zhì)分散劑、高分子表面活性劑對超細氫氧化鋁粉體的表面電性能、分散穩(wěn)定性及水基漿體流變性的影響。電解質(zhì)濃度及種類影響粉體的表面電位值，高價離子對粉體表面電位有較大的影響。添加少量的電解質(zhì)類分散劑可以使粉體依靠靜電排斥機制而分散。另外，漿體中加入

6、適量的無機電解質(zhì)和高分子表面活性劑可以改善漿體的流變行為，降低漿體表觀粘度，并提出了添加劑對漿體流變性影響的作用機理。 6）研究了超細氫氧化鋁粉體顆粒形貌控制技術。通過在鋁酸鈉溶液分解過程中添加少量的多羥基或羧基類有機添加劑作為晶習改性劑，控制晶體的生長，制取了片狀氫氧化鋁；采用微乳液法，使氫氧化鋁晶體在模板劑的作用下定向生長，制備出了球形的微米級氫氧化鋁，并研究了有機添加劑對晶體生長過程的影響機理。 7）緊密結合現(xiàn)有的