超細(xì)氫氧化鋁粉體具有阻燃、消煙、填充等多重功能，能與磷等多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同阻燃效應(yīng)，是為電子、化工、電纜、塑料、橡膠等行業(yè)中重要的環(huán)保型阻燃劑。

氫氧化鋁為填充型無(wú)機(jī)阻燃劑，為達(dá)到較好的阻燃效果，填充量需40%（總量）以上，有的甚至高達(dá)60%，但高填充量不僅嚴(yán)重影響制品的機(jī)械性能，而且使擠出及加工性能變差。

因此，為使超細(xì)氫氧化鋁粉體能更廣泛地用于聚烯烴等阻燃材料中，必須要進(jìn)行氫氧化鋁粉體表面改性，以改善其表面的物理化學(xué)特性，增強(qiáng)超細(xì)氫氧化鋁粉體與基質(zhì)，即有機(jī)高聚物或樹(shù)脂等的相容性和在有機(jī)基質(zhì)中的分散性，以提高材料的機(jī)械強(qiáng)度和綜合性能。

超細(xì)氫氧化鋁常用的表面改性劑

（1）硅烷偶聯(lián)劑

硅烷偶聯(lián)劑現(xiàn)有百余種，其中γ-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑最穩(wěn)定，其用于熱塑性和熱固性中加填的氫氧化鋁改性處理，改善制品強(qiáng)度十分顯著。α-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑穩(wěn)定性介于β和γ之間，除增強(qiáng)制品的力學(xué)性能外，α-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑還能使制品的電學(xué)性能和防潮性能得以改善，其處理的氫氧化鋁改性產(chǎn)品適合在電線(xiàn)電纜行業(yè)應(yīng)用。

（2）鋯類(lèi)偶聯(lián)劑

鋯類(lèi)偶聯(lián)劑由含有鋁酸鋯的低相對(duì)分子質(zhì)量無(wú)機(jī)聚合物在分子主鏈上絡(luò)合兩種有機(jī)配位基組成，一種配位基賦予偶聯(lián)劑良好的羥基穩(wěn)定性，另一種配位基則賦予偶聯(lián)劑良好的有機(jī)反應(yīng)性，其對(duì)氫氧化鋁超細(xì)氫氧化鋁粉體有較好的改性效果。

（3）高級(jí)脂肪酸及其鹽

在高級(jí)脂肪酸及其鹽的分子結(jié)構(gòu)中，一端為長(zhǎng)鏈烷基，另一端為可與氫氧化鋁表面官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的羧基及其金屬鹽。用高級(jí)脂肪酸及其鹽處理超細(xì)氫氧化鋁粉體類(lèi)似偶聯(lián)劑的作用，可改善超細(xì)氫氧化鋁粉體和聚合物分子的親和性，改善制品的力學(xué)性能和加工性能。

（4）不飽和有機(jī)酸

常見(jiàn)的不飽和有機(jī)酸是：丙烯酸、甲基丙烯酸、肉桂酸等。一般地說(shuō)，酸性越強(qiáng)越容易形成離子鍵，故多選用：丙烯酸和甲基丙烯酸。

各種有機(jī)酸可以單獨(dú)使用，也可以混合使用，處理含堿金屬離子的礦物超細(xì)氫氧化鋁粉體，效果較好。

（5）有機(jī)硅

高分子有機(jī)硅又稱(chēng)硅油，是以硅氧鍵鏈（Si-O-Si）為骨架，硅原子上接有機(jī)集團(tuán)的一類(lèi)聚合物。常用的有含氫聚甲基硅氧烷、羥基封端聚二甲基硅氧烷等。

超細(xì)氫氧化鋁表面改性工藝

目前，比較常用的超細(xì)氫氧化鋁粉體的表面改性方式主要有干法改性與濕法改性?xún)煞N。

（1）干法改性

該工藝是將經(jīng)需要改性超細(xì)氫氧化鋁粉體預(yù)熱至一定溫度后，將改性劑緩慢滴加到高速攪拌的氫氧化鋁粉體中，反應(yīng)至一定時(shí)間后停機(jī)包裝。

干法改性的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)設(shè)備要求低，操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，氫氧化鋁粉體包覆率低。

（2）濕法改性

濕法改性是在在超細(xì)氫氧化鋁粉體生產(chǎn)過(guò)程中，將合成的氫氧化鋁漿液經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌后，濾餅打漿，在一定溫度的打漿后的漿液中加入改性劑，攪拌一段時(shí)間，過(guò)濾烘干打散后包裝。

濕法改性的優(yōu)點(diǎn)是工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，沒(méi)有粉塵污染，生產(chǎn)效率高，氫氧化鋁粉體包覆率高，在20-30%，改性效果較高且穩(wěn)定。較干法改性而言，濕法改性流程長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備要求較高。由于濕法改性?xún)?yōu)點(diǎn)多，正在逐步取代干法改性生產(chǎn)方式。

超細(xì)氫氧化鋁表面改性效果的評(píng)價(jià)方法

（1）吸油率測(cè)試

吸油率主要是測(cè)定一定量的Al（OH）3粉料剛剛達(dá)至飽和浸潤(rùn)時(shí)所需要的蓖麻油量，用它來(lái)表征一定量的Al（OH）3剛達(dá)到飽和浸潤(rùn)所需的樹(shù)脂量。

檢測(cè)方法如下：將超細(xì)氫氧化鋁粉體稱(chēng)取干燥試樣約10g，置于燒杯內(nèi)，用滴定管滴加蓖麻油，用玻璃棒輕輕調(diào)和，使蓖麻油與試樣浸潤(rùn)均勻制團(tuán)狀。計(jì)算出每100g氫氧化鋁所吸附的蓖麻油量，即為超細(xì)氫氧化鋁粉體的吸油率。

經(jīng)過(guò)表面改性的氫氧化鋁粉體，吸油率會(huì)出現(xiàn)一定程度的變化。如用硅烷偶聯(lián)劑改性后的超細(xì)氫氧化鋁粉體，吸油率會(huì)下降10%左右。

（2）SEM測(cè)試

改性前后超細(xì)氫氧化鋁粉體的形貌檢測(cè)所采用電子顯微鏡設(shè)備進(jìn)行掃描，通過(guò)電鏡可以發(fā)現(xiàn)改性后的粉體在基體內(nèi)分散情況好于未改性產(chǎn)品。

（3）FTIR測(cè)試

采用傅里葉紅外光譜儀進(jìn)行紅外光譜測(cè)定，分析產(chǎn)品表面的基團(tuán)。例如采用甲基乙烯基硅烷濕法表面改性的氫氧化鋁粉體，通過(guò)紅外光譜可測(cè)定乙烯基–Vi與–Si含量。

（4）測(cè)定制品性能

將改性后與未改性的超細(xì)氫氧化鋁粉體所制制品進(jìn)行線(xiàn)纜指標(biāo)如氧指數(shù)、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等的測(cè)試。通過(guò)對(duì)比，可發(fā)現(xiàn)改性后，制品的阻燃性能、力學(xué)性能均有所改善。

（5）活化指數(shù)

活化指數(shù)是通過(guò)測(cè)定改性后漂浮在水面上方的氫氧化鋁量占?xì)溲趸X總量的百分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)價(jià)表面改性效果的指標(biāo)。由于超細(xì)氫氧化鋁粉體表面改性劑種類(lèi)不同、處理方式不同，使改性后的粉體有些浮于水面，有些則會(huì)下沉。

如硬脂酸鈉、鈦酸酯濕法改性，疏水性硅烷干法改性后的超細(xì)氫氧化鋁粉體，可以采用活化指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)改性效果；但是親水性硅烷干法改性，硅烷濕法改性后的超細(xì)氫氧化鋁粉體，會(huì)在水中下沉，采用活化指數(shù)無(wú)法評(píng)價(jià)改性效果，準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)方式還是紅外光譜測(cè)試。

來(lái)源：劉騫,馬曉寧.超細(xì)氫氧化鋁粉體的改性研究[C]