氢氧化铝的表面改性和应用研究.docVIP

氢氧化铝的表面改性及应用研究* 四季春,郑水林,路迈西 (中国矿业大学北京校区，北京100083) 摘要: 研究了表面改性对PVC/氢氧化铝复合体系性能的影响，通过热重分析、扫描电镜等对超细活性氢氧化铝的阻燃和增强机理进行了分析。结果表明表面改性可以显著提高超细氢氧化铝填充PVC体系的综合性能。 关键词:氢氧化铝；表面改性；聚氯乙烯(PVC)；阻燃 无机阻燃剂（填料）因具有无毒、低烟或无烟、燃烧产物毒性小、不迁移、不渗出、不污染环境、永久阻燃、成本低廉等特点，符合阻燃剂向环保型发展的大趋势，已成为阻燃技术发展的主要方向。但是，无机阻燃填料（如氢氧化铝、氢氧化镁等）在使用时，与高聚物的相容性较差；并且，为达到规定的阻燃要求，添加量较大，这对材料的机械性能和加工性能影响较大。大量研究表明，解决这一问题的关键是提高填料的细度和增强与高聚物基料的相容性和结合力。增强与高聚物基料的相容性和结合力的技术方法主要是对超细填料进行表面改性，以改善其表面的物理化学特性，增强其与基质，即有机高聚物或树脂等的相容性和在有机基质中的分散性，以提高材料的机械强度和综合性能[1~3]。本文探讨了表面改性对PVC/氢氧化铝复合体系性能的影响，并通过热重分析、扫描电镜等对超细活性氢氧化铝的阻燃和增强机理进行了分析。 1实验 1.1原料、试剂和设备 Al(OH)3粉体，d50＝0.75(m，d97＝1.58(m，经湿法超细粉碎制备而成，原料取自中国铝业股份有限公司美国AMRAY公司(转速为450r/min)；用注射器将调配好的改性剂缓慢注入，并开始记时；搅拌反应 一定时间后停机；将样品真空抽滤、烘干并打散。 干法改性：将经湿法改性氢氧化铝样品预热至一定温度后，将改性剂缓慢滴加到高速搅拌的氢氧化铝样品中，并开始记时，反应至一定时间后停机，将样品取出干燥并打散。 ────────────────-------------------------------------------------------- * 基金项目：福建省高新技术开发计划重点资助项目，编号2003H068； 作者简介：四季春(1968-)，男，博士研究生，高级工程师；导师: 路迈西教授、郑水林教授。 1.2.2 应用试验 将经活化后的超细氢氧化铝按一定比例复配，填入到PVC中，经混炼、压片后，测试样品的阻燃性能、力学性能和电绝缘性能。 (1)填充体系配方 PVC，100份；邻苯二甲酸二辛酯二盐基亚磷酸铅三盐基硫酸铅PVC中，混合均匀，在炼塑机上塑炼15min，薄通、压片，然后在平板硫化机上进行试样的模压制备。 1.2.3测试方法 （1）氧指数的测定GB2406-93标准规定的测试方法HC-2型氧指数仪进行GB/T 8815-2002标准规定的测试方法广州试验仪器厂进行 （3）电绝缘性能测试 参照GB1410-78《固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻系数和表面电阻系数试验方法》，用上海精科六表厂ZC-36型PVC/氢氧化铝复合材料性能的影响 表1为不同表面改性剂对超细氢氧化铝填充PVC制品性能影响的实验结果。 表1 表面改性对超细Al(OH)3 填充PVC性能的影响 Table 1 The effect of coupling agent on properties of PVC/Al(OH)3 system 性能指标 A B C D E A/C C/A1 C/A2 E/A 未改性 氧指数LOI，% 30.4 30.4 29.4 30.4 28.4 29.2 29.6 30.0 28.0 27.2 拉伸强度,Mpa 13.05 14.60 11.90 10.52 13.29 10.90 12.10 15.34 13.02 8.12 断裂伸长率,% 205.0 210.0 250.0 168.6 217.0 170.0 260.0 210.0 225.0 194.8 体积电阻率 (×1011)，Ω(m 8.4 2.8 9.5 0.8 18 7.6 7.4 41 18 0.05 注：A— A-171湿法；B— A-172湿法；C—YB-502湿法；D—YB-401湿法；E—YB-301湿法；A/C—A-171/YB-502湿法二次表面改性；C/A1—YB-502/A-171湿法二次表面改性；C/A2—YB-502湿法/A-171干法二次改性；E/A—YB-301湿法/A-171干法二次表面改性。 由表1