一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法
2023-07-25 23:11:21 1
專利名稱：一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法
技術領域：
一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，涉及一種用於化工阻燃、建材塗料、高級陶瓷、造紙等的高耐熱氫氧化鋁粉體的製備方法。
背景技術：
氫氧化鋁(ATH)工業上稱為氧化鋁水合物，它是氧化鋁生產中從鋁土礦提煉氧化鋁的中間產品，是典型的兩性化合物，具有獨特的化學性質及物理特性，且原料來源廣泛，價格低廉，可作為填料廣泛應用於化工阻燃、建材塗料、高級陶瓷、造紙等行業。ATH作為阻燃劑具有阻燃、消煙、填充三大功能，並因其化學穩定性好、無毒、腐蝕小、不產生二次汙染，能與多種物質產生協同效應，是最具發展前景的填充型阻燃劑之一。氫氧化鋁初始脫水溫度較低，熱穩定性稍差。氫氧化鋁經過160°C長期加熱時，結晶水就會有微量析出；在180°C加熱時，可以明顯觀察到結晶水的脫除現象；加熱溫度超過200-220°C時，氫氧化鋁就會開始顯著脫除結晶水。由於氫氧化鋁初始熱分解溫度低，只適用於熱分解溫度較低的塑料如PP、PE、PVC, PU軟質泡沫、環氧樹脂、不飽和聚醋、丙烯酸樹脂和ABS樹脂等。許多熱塑性塑料和高溫橡膠密煉和成型加工溫度都超過220°C，因此在加工過程中添加的氫氧化鋁會發生受熱分解放出水蒸汽，產生發泡現象，對製品機械性能和外觀造成不利影響，制約了氫氧化鋁在橡膠、工程塑料及熱固性樹脂中的使用。
發明內容
本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種能有效地改善氫氧化鋁粉體的加工性能、工藝簡單、適合工業生產的提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於其過程是將氫氧化鋁粉體加入酸、分散劑和純水混合，進行水熱處理，水熱處理完成後，再進行過濾、洗滌、乾燥、分散操作步驟。本發明的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於所述的進行水熱處理過程是在帶有攪拌裝置的反應釜中進行的。本發明的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於其過程所用的氫氧化鋁粉體平均粒徑小於15微米，氫氧化鋁粉體水基漿體的固含量為10-800g/L。本發明的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於製備過程加入的酸為硝酸、草酸、硫酸、檸檬酸中的一種或兩種，加入量為氫氧化鋁質量的0. 1%-20%。本發明的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於其過程加入的分散劑為聚丙烯酸鈉或聚丙烯醯胺或聚乙二醇，加入量為氫氧化鋁質量的0. 05-15%。本發明的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於製備過程是在溫度為 120-260°C、壓力為I. 4-2. 4MPa的反應釜中，進行水熱處理0. 5-20小時。本發明的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於製備過程完成後，停止對反應釜進行加熱，繼續攪拌至反應釜內溫度低於90°C後，打開反應釜出料，採用板框過濾、帶式過濾等液固分離設備對水熱處理後的漿體進行液固分離，得到氫氧化鋁濾餅，並用50-95°C左右的熱純水洗滌一至三次，然後將濾餅在60-180°C下烘乾，分散後得到分布均勻的氫氧化鋁粉體。本發明的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，通過水熱處理來製備初始熱分解溫度較高的氫氧化鋁粉體，未 處理的氫氧化鋁粉體的初始脫水溫度一般都在180-230°C，經本發明的工藝技術處理後的氫氧化鋁粉體初始脫水溫度都在265°C以上，顯著地提高了氫氧化鋁的熱穩定性，擴大了氫氧化鋁在阻燃行業中的應用範圍，並有效地改善了氫氧化鋁粉體的加工性能。
具體實施例方式一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其製備過程是在帶有攪拌裝置的反應釜中加入平均粒徑小於15微米的氫氧化鋁粉體，氫氧化鋁粉體水基漿體的固含量為IO-SOOg/L，加入佔氫氧化鋁質量比為0. 1-20%的硝酸、草酸、硫酸、檸檬酸等一種或兩種酸性物質，再加入佔氫氧化鋁原料0. 05-15%的聚丙烯酸鈉或聚丙烯醯胺或聚乙二醇等分散劑，最後加入一定量的純水，進料完成後，採用蒸汽加熱或電加熱等加熱方式使反應釜升溫，在溫度為120-260°C、壓力為I. 4-2. 4MPa的反應釜中進行水熱處理0. 5-20小時。待水熱處理完成後，停止對反應釜進行加熱，繼續攪拌至反應釜內溫度低於90°C後，打開反應釜出料，採用板框過濾、帶式過濾等液固分離設備對水熱處理後的漿體進行液固分離，得到氫氧化鋁濾餅，並用50-95°C左右的熱純水洗滌一至三次，然後將濾餅在60-180°C下烘乾，分散後得到分布均勻的氫氧化鋁粉體。實施例I
將350克平均粒徑10微米的氫氧化鋁粉體加入到5L帶有攪拌裝置的水熱反應釜中，加入3L純水，在氫氧化鋁水基漿體中加入4克酸性物質和8克分散劑。採用蒸汽加熱或電加熱等加熱方式使反應釜升溫，使氫氧化鋁水基漿體在反應釜中於I. 6MPa的壓力和140°C的溫度下進行水熱處理，水熱處理時間為6小時。待水熱處理完成後，停止對反應釜進行加熱，繼續攪拌至反應釜內溫度低於90°C後，打開反應釜出料，採用板框過濾、帶式過濾等液固分離設備對水熱處理後的漿體進行液固分離，得到氫氧化鋁濾餅，並用60°C左右的熱純水洗滌三次，然後將濾餅在80°C下烘乾，研磨分散以消除乾燥過程中產生的團聚塊，從而得到分布均勻的氫氧化鋁粉體。差熱分析結果表明其初始熱分解溫度為266. 5°C。實施例2
將400克平均粒徑10微米的氫氧化鋁粉體加入到5L帶有攪拌裝置的水熱反應釜中，加入3L純水，在氫氧化鋁水基漿體中加入8克酸性物質和10克分散劑。採用蒸汽加熱或電加熱等加熱方式使反應釜升溫，使氫氧化鋁水基漿體在反應釜中於I. SMPa的壓力和160°C的溫度下進行水熱處理，水熱處理時間為5小時。待水熱處理完成後，停止對反應釜進行加熱，繼續攪拌至反應釜內溫度低於90°C後，打開反應釜出料，採用板框過濾、帶式過濾等液固分離設備對水熱處理後的漿體進行液固分離，得到氫氧化鋁濾餅，並用70°C左右的熱純水洗滌三次，然後將濾餅在90°C下烘乾，研磨分散以消除乾燥過程中產生的團聚塊，從而得到分布均勻的氫氧化鋁粉體。差熱分析結果表明其初始熱分解溫度為268. 4°C。
實施例3
將500克平均粒徑10微米的氫氧化鋁粉體加入到5L帶有攪拌裝置的水熱反應釜中，加入3L純水，在氫氧化鋁水基漿體中加入5克酸性物質和15克分散劑。採用蒸汽加熱或電加熱等加熱方式使反應釜升溫，使氫氧化鋁水基漿體在反應釜中於2. OMPa的壓力和180°C的溫度下進行水熱處理，水熱處理時間為4小時。待水熱處理完成後，停止對反應釜進行加熱，繼續攪拌至反應釜內溫度低於90°C後，打開反應釜出料，採用板框過濾、帶式過濾等液固分離設備對水熱處理後的漿體進行液固分離，得到氫氧化鋁濾餅，並用80°C左右的熱純水洗滌三次，然後將濾餅在100°C下烘乾，研磨分散以消除乾燥過程中產生的團聚塊，從而得到分布均勻的氫氧化鋁粉體。差熱分析結果表明其初始熱分解溫度為269. 7V。實施例4
將600克平均粒徑10微米的氫氧化鋁粉體加入到5L帶有攪拌裝置的水熱反應釜中，加入3L純水，在氫氧化鋁水基漿體中加入6克酸性物質和12克分散劑。採用蒸汽加熱或電 加熱等加熱方式使反應釜升溫，使氫氧化鋁水基漿體在反應釜中於2. 2MPa的壓力和200°C的溫度下進行水熱處理，水熱處理時間為2小時。待水熱處理完成後，停止對反應釜進行加熱，繼續攪拌至反應釜內溫度低於90°C後，打開反應釜出料，採用板框過濾、帶式過濾等液固分離設備對水熱處理後的漿體進行液固分離，得到氫氧化鋁濾餅，並用90°C左右的熱純水洗滌三次，然後將濾餅在120°C下烘乾，研磨分散以消除乾燥過程中產生的團聚塊，從而得到分布均勻的氫氧化鋁粉體。差熱分析結果表明其初始熱分解溫度為270. 3°C。
權利要求
1.一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於其過程是將氫氧化鋁粉體加入酸、分散劑和純水混合，進行水熱處理，水熱處理完成後，再進行過濾、洗滌、乾燥、分散操作步驟。
2.根據權利要求I的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於所述的進行水熱處理過程是在帶有攪拌裝置的反應釜中進行的。
3.根據權利要求I的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於其過程所用的氫氧化鋁粉體平均粒徑小於15微米，氫氧化鋁粉體水基漿體的固含量為10-800g/L。
4.根據權利要求I的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於製備過程加入的酸為硝酸、草酸、硫酸、檸檬酸中的一種或兩種，加入量為氫氧化鋁質量的0. 1%-20%。
5.根據權利要求I的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於其過程加入的分散劑為聚丙烯酸鈉或聚丙烯醯胺或聚乙二醇，加入量為氫氧化鋁質量的0. 05-15%。
6.根據權利要求I的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於製備過程是在溫度為120-260°C、壓力為I. 4-2. 4MPa的反應釜中，進行水熱處理0. 5-20小時。
7.根據權利要求I的一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，其特徵在於製備過程完成後，停止對反應釜進行加熱，繼續攪拌至反應釜內溫度低於90°C後，打開反應釜出料，採用板框過濾、帶式過濾等液固分離設備對水熱處理後的漿體進行液固分離，得到氫氧化鋁濾餅，並用50-95°C左右的熱純水洗滌一至三次，然後將濾餅在60-180°C下烘乾，分散後得到分布均勻的氫氧化鋁粉體。
全文摘要
一種提高氫氧化鋁熱分解溫度的方法，涉及一種用於化工阻燃、建材塗料、高級陶瓷、造紙等的高耐熱氫氧化鋁粉體的製備方法。其特徵在於其過程是將氫氧化鋁粉體加入酸、分散劑和純水混合，進行水熱處理，水熱處理完成後，再進行過濾、洗滌、乾燥、分散操作步驟。本發明方法製備的氫氧化鋁粉體初始脫水溫度都在265℃以上，而未處理的氫氧化鋁粉體的初始脫水溫度一般都在180-230℃，經本發明的工藝技術處理後，顯著地提高了氫氧化鋁粉體的熱穩定性，擴大了氫氧化鋁在阻燃行業中的應用範圍，並有效地改善了氫氧化鋁粉體的加工性能。本發明工藝簡單，適合工業生產。
文檔編號C09C3/08GK102675926SQ20121012033
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者劉明珠, 姜雪芹, 宋為聰, 李東紅, 王建立, 耿紅娟 申請人:中國鋁業股份有限公司