服务热线

崔先生:13964417555

徐先生:13853373510

电话:+86-0533-7966919

传真:+86-0533-7966919

网址:www.bsco.cc

地址:山东省淄博市临淄区乙烯南路35号


溶胶凝胶法制备氢氧化铝

您现在的位置: 首 页-新闻资讯 >> 行业新闻

溶胶凝胶法制备氢氧化铝

发布日期:2015-08-04 09:03 来源:http://www.bsco.cc 点击:

  超细氢氧化铝具有阻燃、消烟、填充多种功能,是一种重 要的无机环保型阻燃材料。它相比较与有机阻燃材料燃烧时产生大量的烟雾、腐蚀性气体和有毒气体等缺点,无机阻燃剂具有热稳定较好、不产生腐蚀性气体、不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉以及对环境危害小的优点。氢氧化铝在常温下化学性质和物理性质比较稳定,燃烧时又不会产生二次污染,分散性和白度高。除此之外世界铝矿分布广泛,氢氧化铝的来源丰富,成本较低,因此超细氢氧化铝日益成为合成材料配方的首选材料之一。


  随着国内外为对阻燃剂的性能要求越来越高,顺应阻燃剂市场高阻燃、低烟雾、无害化的发展趋势,为大规模工业生产氢氧化铝提供了广阔的前景和机会。


  本文主要对氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理、备制方法、寻求实验室条件下用溶胶凝胶法备制氢氧化铝的最佳条件及改进技术,并对其今后发展进行简要的展望。


  1文献综述


  1.1阻燃材料的概述


  随着合成材料的不断发展及其应用范围的不断扩大,为了安全可靠性,对各种产品的材质提出了相应的阻燃要求。高分子化合物的燃烧,大致要经过受热、分解、着火、燃烧这几个过程。高分子化合物在受热分解时会产生可燃性气体,如:甲烷、乙烯、乙炔、一氧化碳等,这些可燃性气体浓度达到燃烧范围,或被加热到燃烧点时,就会发生燃烧。物质不断进行分解、氧化,燃烧就不断进行。在燃烧的过程中,起到关键性因素是,一是环境的温度;二是氧气的存在;三是可燃性气体的浓度。但从反应形态和限定因素的可行性来看控制环境的温度和隔断氧气就可以基本达到阻燃目的。


  1.2阻燃剂的分类


  有机阻燃剂具有代表性的是溴系、氯系、有机磷系等,他们的阻燃效果、添加量少以及热稳定性高等优点,但同时这些材料的危害惊人。这些有机物在高温下分解可产生毒性腐蚀性气体,而且这些阻燃剂可以长期存在于人和动物体内,严重危害人类身体健康。另外这些材料的价格较高,使其作为阻燃剂的应用受到很大的限制。


  无机阻燃剂分为阻燃填充剂和辅助阻燃剂俩类。阻燃填充剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙等,需要大量填充这些材料才能发挥阻燃效果,他们集阻燃、消烟、填充功能于一体,在活在中不会产生二次污染,是目前大量使用的阻燃剂,也是人们研改进较多的一类阻燃剂。辅助阻燃剂有锑系、锡系、硼系等,他们在阻燃过程中不能单独发挥作用,但少量的使用就能与其他阻燃剂有协同、加和、消烟等功能,是理想的阻燃增效剂。


  1.3 氢氧化铝的阻燃机理


  氢氧化铝受热至200~220 ℃左右时开始吸热分放出3个结晶水

  2AL(OH)3→AL2O3+3H2O


  氢氧化铝分解时吸热达1976.2kj/kg,吸收这样大的热量是其具有阻燃作用的最主要原因。根据热差分析和热重分析可知,在温度低205℃时,氢氧化铝在大气中保持稳定,205℃~220℃开始缓慢分解,超过220℃时分解加快。主要的吸热峰在308℃左右。吸热脱水过程延缓了聚合物的燃烧,使燃烧速度减缓,同时放出的水蒸气,不仅冲淡了燃烧的气体,而且参与了冷凝相的反应。吸热分解直接产生的冲淡效果,也使氢氧化铝具有抑烟的功能。分解生成的氧化铝与其它碳化物一起形成一道阻燃屏障,减小烧蚀速度,防止火焰的蔓延。


  根据以上分析可知,氢氧化铝的阻燃机理可以归纳为:A吸热作用。在220℃~350℃脱水吸热,抑制燃烧物温度的升高。B稀释作用。氢氧化铝的填充,可是燃烧物浓度下降。并且氢氧化铝脱水放出的水汽稀释可燃气体和氧气的浓度,可有效阻止燃烧。C覆盖作用。氢氧化铝分解后产生的三氧化二铝保护膜,隔绝氧气,可阻止燃烧继续。D碳化作用。阻燃剂在燃烧条件下产生强烈脱水性物质,使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物,从而阻止火焰蔓延。


  1.4 氢氧化铝备制方法


  目前氢氧化铝的备制主要分为机械研碎法和化学方法。


  1.4.1机械粉碎法是将普通冶金级氢氧化铝经洗涤烘干后采用气流磨或球磨将其加工成氢氧化铝微粉。机械法生产的氢氧化铝微粉粒度较粗,粒度分布最大颗粒可达15um~20μm产品使用性能差, 在电线、电缆的生产过程中,加工性能差,抗折强度、延伸率较低,与化学法氢氧化铝同比其氧指数小,阻燃效果差。


  1.4.2化学方法主要有化学法主要有:金属醇盐法,铝酸盐分解法,乳液法


  A金属醇盐法,利用铝醇盐易溶于乙醇,遇水很容易分解,产物为氢氧化铝。基于此原理及醇盐水解法具有的特殊优点 ,因此被广泛使用于制备超微细粉末 。虽然操作简单,获得样品粒径小,但团聚严重,有机原料成本高。


  B铝酸盐分解法,在工业生产中广泛应用,在饱和的氯酸钠盐中加入碳酸氢钠弱酸类,或者通入二氧化碳,可制的氢氧化铝晶体。该方法操作方便,设备要求不高,易于工业生产,但氢氧化铝颗粒大而且不均匀,还需分级工作。


  C乳液法,微乳液是由水、与水不相溶的有机溶剂、表面活性剂和助表面活性剂组成的透明或半透明的热力学稳定体系。在该体系中,通过氨沉淀制得的氢氧化铝超细微粒 ,平均粒径为 6nm ,有较好的分散性 。


  1.5溶胶凝胶法


  1.5.1溶胶凝胶法简介


  溶胶凝胶法就是以无机盐或者金属醇盐作为前驱物,在液相中将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在液相中形成稳定透明的溶胶体系。溶胶经过干燥、烧结、固化备制出分子乃至纳米级别结构的材料。总而言之溶胶凝胶法就是将含高化学活性组分的化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化,再经热处理而成的氧化物或其它化合物固体的方法。


  1.5.2溶胶凝胶法的原理 以化学反应步骤表达如下:


  A溶剂化,金属阳离子Mz+ 吸引水分子形成溶剂单元M(H2O)NZ+ ,为保持其配位数,具有强烈的释放H+ 的趋势。


  B水解反应:非电离式分子前驱物,与水反应。

  MZ++nH2O→M(OH)Z+nH+


  1.5.3溶胶凝胶法的优点


  溶胶凝胶法与其它方法相比具有许多独特的优点:1由于溶胶凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液 ,因此 ,就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性 ,在形成凝胶时 ,反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。2由于经过溶液反应步骤 , 那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素 , 实现分子水平上的均匀掺杂。3与固相反应相比 ,化学反应将容易进行 ,而且仅需要较低的合成温度 , 一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内 , 而固相反应时组分扩散是在微米范围内 ,因此反应容易进行 , 温度较低。4选择合适的条件可以制备各种新型材料。

相关标签:氢氧化铝干胶

1.jpg

在线客服
分享
欢迎给我们留言
请在此输入留言内容,我们会尽快与您联系。
姓名
联系人
电话
座机/手机号码