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超细氢氧化铝粉体的制备及其表面改性概述

平安
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楼主 发表于:2019-10-15 08:54:25
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氢氧化铝(ATH)兼有阻燃、消烟、填充等多重功能,不会产生二次污染,能与多种物质产生协同阻燃效应,被广泛地应用于复合材料的阻燃添加剂,己成为用量最大的环保型无机阻燃剂。当ATH用作阻燃添加剂时,其含量和粒径对复合材料的阻燃性能和力学性能有很大影响。为了达到一定的阻燃等级,通常ATH的添加量较大,当添加量一定时,粒度越细阻燃效果越好。因此,为了更好地发挥氢氧化铝粉体的阻燃效果,且在添加量增大时,降低粉体对复合材料力学性能的影响,超细化、纳米化是ATH阻燃剂发展的新趋势。

但超细粉体的粒径很小,表面能高,很容易发生团聚,很难均匀地分散到高分子基体中;并且氢氧化铝粉体是典型的极性无机材料,与有机聚合物特别是非极性聚烯烃的亲和性差,界面结合力小,从而导致材料混炼、成型时流动性差,加工性能和力学性能恶化。因此,如何降低超细氢氧化铝颗粒之间的团聚,改善氢氧化铝粉体与高分子基体的界面相容性,提高它们在高分子基体中的分散性,从而获得性能优异的阻燃复合材料,就成为超细ATH在阻燃填充材料领域中应用的关键性问题。


(图片来源:网络)

1、超细氢氧化铝的制备

超细氢氧化铝的制备方法有物理法和化学法。物理法通常指机械法;化学法则包含有种分法、溶胶-凝胶法、沉淀法、水热合成法、碳分法、超重力法等。

(1)机械法

机械法是通过搅拌磨和气流磨等设备将经洗涤、干燥处理的非工业级氢氧化铝粉碎研磨成粒度较细的ATH粉末。该方法生产的ATH粉体形状不规则,粒度粗,分布广,一般在5~15μm范围内,产品性能较差。将此方法生产的氢氧化铝用于电线、电缆的生产中,其加工性能、延展性和阻燃性能远不及化学法生产的氢氧化铝。机械法虽制备过程简单、实验成本较低但产品杂质含量较高且粒度分布不均匀,因此无法广泛应用。

(2)种分法

常用的种分法其核心是在制备好的铝酸钠溶液中加入超细ATH晶种,从而制备更纯更细的ATH粉体。其中,晶种的品质是影响ATH粉体粒度的重要因素。

(3)溶胶-凝胶法

此方法主要是通过在一定水浴温度、搅拌速率及pH值的条件下水解铝的化合物进而生成氢氧化铝胶体,然后在一定条件下转变成凝胶,最后经干燥研磨制得粒径较小的氢氧化铝粉体。

(4)沉淀法

沉淀法的方式有直接和均匀沉淀两类。直接沉淀是指在铝酸盐溶液中加入沉淀剂,在一定条件下制得高纯超细氢氧化铝。沉淀过程中,沉淀剂与溶液的混合程度是影响最后产品性质的关键因素。均匀沉淀法与直接沉淀不同,其沉淀生长速度较缓慢。

(5)水热合成法

水热法主要通过对密闭反应容器加热的方式,使原料在有机溶剂介质中高温高压反应制备ATH的方法。

(6)碳分法

碳分法是将CO2通入铝酸钠溶液中,通过控制反应条件来制备氢氧化铝。

(图片来源:网络)

2、超细氢氧化铝的表面改性

(1)表面改性剂

目前,用于超细氢氧化铝表面改性的主要改性剂有表面活性剂、偶联剂等。常见的表面活性剂有:十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠及硅油等。其改性机理是其分子一端的极性基团与无机材料发生化学反应或者物理吸附,包覆在其表面,而分子的另一端是长链烷基因与聚合物具有相似的结构而有极强的相容性。

偶联剂的改性机理是其分子中的一部分官能团与超细无机材料以化学的方式相结合;另外部分碳链以物理或化学的方式与高分子材料结合,而使无机材料与有机高分子材料紧密连接起来,常见的偶联剂有如下几种:硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂。

(图片来源:网络)


(2)改性方法

目前,主要以干法改性和湿法改性的方式对ATH进行表面改性。干法改性其特点是将粉体原料和改性剂或分散剂放入特定设备,调节合适的转速进行搅拌混合,而使改性剂包覆于氢氧化铝粉体表面的方法,此方法适合大批量生产。湿法改性是指将改性剂加入提前配好的具有一定液固比的氢氧化铝浆料中,在一定温度下充分搅拌分散进行改性的方法。此方法的特点是操作复杂,但表面包覆均匀,改性效果较好。

(3)改性机理

氢氧化铝的表面改性是指在其表面吸附或者包覆另外一种或者多种物质,形成具有核-壳结构的复合体。其表面改性主要表现为有机改性,改性方式可分为两类,其中物理法是指使用表面活性剂如高级脂肪酸、醇、胺、酯等表面包覆处理,以增加颗粒间距,阻碍颗粒间的团聚,同时提高氢氧化铝与有机高分子之间的亲和力,增加阻燃性能,改善加工工艺,并进一步提高有机高聚物的抗冲击能力。

化学法则是指利用偶联剂对氢氧化铝进行表面改性,通过其分子的基团与改性粉体表面发生反应形成化学键,而达到改性的效果,由于偶联剂分子对有机物具有亲和性,可以与有机高分子发生反应,使ATH与有机高聚物紧密结合在一起,进而改善复合材料的性能。硅烷、钛酸酯、铝酸酯偶联剂和硬脂酸改性剂的改性机理均是由于其分子中同时存在亲无机基团和亲有机基团,这两种基团使偶联剂可作为氢氧化铝和有机材料的分子桥,将二者紧密连接在一起。

(4)改性效果表征

目前可用两种方法对氢氧化铝粉体的改性效果进行评价。其中,直接法是指通过测定改性氢氧化铝填充后形成的复合材料的阻燃、力学等性能,对改性效果做出评价。此方法的特点是过程较复杂,但测试效果可靠。间接法是通过测定氢氧化铝粉体改性前后表面的物理化学性质对改性效果做出的评价。具体的评价指标包括:

活化指数。氢氧化铝作为一种无机极性材料,会在水中自然沉降。经改性后的粉体表面呈非极性,疏水性增强,使其在水中无法沉降。活化指数的变化反应了粉体表面的活化程度,即对粉体的改性处理效果的进行了表征。

吸油值。吸油值是表征氢氧化铝在聚合物中分散性的重要指标,反应了粉体的孔隙率和比表面积的大小。经表面改性提高了粉体在聚合物中的分散性,减少了由于粉体之间的团聚而形成的空隙,故表面改性可使粉体的吸油值降低。

分散稳定性。此方法是通过比较不同改性剂改性氢氧化铝粉体在分散介质中的分散情况来表征表面改性的效果,可采用扫描电镜观察其形貌和分散性。

参考资料:

智艳.超细氢氧化铝制备及其表面改性的研究

李云峰.超细氢氧化铝粉体的表面改性及其阻燃研究



a18959090176
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a18959090176 发表于:2019-11-29 11:39:53
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福建龙亿粉体装备制造有限公司位于龙岩经济开发区,是一家专业从事超细粉体制备机械研发、制造、销售业务的创新型科技企业,通过改进完善环辊磨、立磨、改性机技术,重点推出烘改磨、水磨、气流冲击磨、矿山固液分离机等新产品,主要产品性能指标引领非金属矿及金属矿深加工领域
24小时服务热线18959090176


jwq1990323
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jwq1990323 发表于:2020-02-28 08:24:53
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江阴市豪亚机械制造有限公司适用于粉体行业气力输送、称重配料、大容量高精度气流混合。联系电话:18015361581


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yangk1215
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yangk1215 发表于:2020-03-02 20:55:46
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氢氧化铝用硅烷偶联剂,11-100,可以很好的疏水,提升氧指数,以及在湿态下电缆料的电性能。价格超优,欢迎来电联系合作咨询!

     杨先生,13675862354


jwq1990323
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jwq1990323 发表于:2020-03-03 10:08:45
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       江阴市豪亚机械制造有限公司专注于粉体行业气力输送、气流混合、称重配料等工况。气流混合机通过脉冲气吹的工作原理,使物料在混合机罐体内处于不断翻越的状态,气流混合机混合特点:混合均匀度高、速度快、环保无污染、PLC自动化程度高、混合量大、无混合死角、能耗低、无机械搅拌机构,根据不同客户需求,可增加CIP清洗、热风烘干、物料表面喷液改性功能,来电咨询电话:18015361581


szykj
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szykj 发表于:2020-03-06 11:32:51
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(江阴市申子酉科技设备有限公司,联系电话:13771580324)
 
脉冲式气流混合机 的设计与应用

 要:设计 了新型脉冲式气流混合机 。该混合机具有混合效率高、快速混合、大型化、单位能耗低等特点。

关键  :脉  ;气流 混合  ;设  ;应 

 0引言

 按搅拌动力分类 ,混合设备可分为机械式混合 设备和气流式混合设备 。机械式混合设备经过几十 年的研究 ,已经形成  比较 完善的体  .广泛地在 粉体领域得到应用 ,但多年来技术上没有实质性  突破 ,国内生产厂家众多 ,竞争十分激烈。从结构来  ,机械式混合机 内的机械搅 拌器 (又称搅拌桨或 搅拌叶轮)在混合腐蚀性物料时容易被磨损腐蚀 , 且和物料直接接触可 能会 出现 润滑剂污染产 品的 情况 ,总体来说传统的机械式搅拌混合机存在结构 复杂、混合能力小 、能耗大、混合时物料温升快等缺 点 。浙江省化工研究院有 限公司化机厂设计开发的 新型脉冲式气流混合机无混合臂 或搅拌器等机械 搅拌部件 ,不会产生磨 损和阻塞 问题 ,也没有 摩擦 生热 .也不存在润滑剂污染产品 的情况 .很好 的解 决 了机械式混合设备 的许多缺陷。

 1设计方案

 1.1结构特点 新型脉冲式气流混合机的结构如 图 1所示 ,主 要由过滤器、料仓 、混合头 、出料阀等主要部件组成。 基本原理是利用压缩气体 以脉冲方式 冲击物料上 升、扩散、沉降以达到在短时间内充分混合均匀的 目的。出料为底出料形式 ,出料阀为锥型卸料 阀。

1.2工作原 理

压缩气站供气 ,气 流以脉冲方 式通过混合头的

喷嘴进入料仓 。压缩气体沿锥型卸料阀的锥壁螺旋

上升 。物料受到螺旋式上升的压缩气体 的冲击 ,随

着压缩气体一起螺旋上升膨胀 ,在压缩空气膨胀到

 定程度后物料 向下沉降 ,一个脉冲的混合过程完

成。一个脉冲结束后停顿几秒又开始第二个脉冲的

混合 ,依次循环操作 ,脉 冲式压缩气体带动物料使

物料翻转滚动(同时存 在有扩散混合 、对流混合或

移动混合 ,其 中对流混合或移动混合起主要作用)

以至物料混合均匀。混合后 的废气经过滤器处理后

 回大气。混合完成后 ,打开锥形排料 阀进行排料 

脉冲之间有一定的间歇时问.脉冲的个数和脉冲的

间歇时间由物料特性而定 。整个混合过程大约 l~2

min即可完成。

2特 点

2.1混合速度快

 般粉粒体混合 6~l0个脉冲 .1个脉冲为 0~5

S可调,一批物料混合均匀只需几分钟 。

2.2装填系数可变范围大

装填系数可变范围是 0.2~0.6

2.3混合机 内无机械 转动 部件

没有摩擦生热 ,也不存在润滑剂污染产 品的情

 。另外 ,因为没有剪切力 ,所以某些对剪切力敏感

的产品也能混合。

2.4特别适用于大型、超大型的粉体混合

 次投料量少则几十立方米 ,多则几百立方米 

具有机械混合不可比拟的优势。

2.5使 用简单

整个混合过程可 自动控制 ,安装 、操作 、维修都

很方便。

2.6单位能耗量低

单位能耗约为机械式混合机单位能耗的 30%。

3混合效果与应用前景

3.1混合效果

达到传统机械式混合机 的混合效果 ,物料混合

均匀度达到用户产品指标要求 ,粒子 的粉碎程度 ≤

l‰ 。混合均匀度变异系数(cv)≤5%

 3.2适用性

新型脉冲式气流混合机对各类流动性好、颗粒

密度约为 O.5~0.7g/cm。左右的粉体具有更好的适用

性。

3.3生产优势

新型脉冲式气流混合机具有批处理能力大、混

合速度快 、混合均匀度高 、结构简单、维护工作量少、

单位能耗低等特点 ,特别适合于大批量物料的短

时间均匀混合操作 。以 30m,新型脉冲式气流混合

机为例 ,混合物料密度 0.6g/m,,混合时 间 2rain,

混合物料均匀度达到 95.50%,单位物料耗电量 3.1

kW·h/t。同等处理量 的双螺旋锥形混合机混合 同

 的物料 ,混合时间 25rain,单位物料耗 电量 10-3

kW-h/t。30m 气流式混合机单位物料能耗只需同等

处理量的双螺旋锥形混合机能耗  30.9%。且容积

 大气流式混合机的能耗相对 于机械式混合机能

 越省 

3.4应用前景

新型气流混合机 目前主要应用于纤维素领域 

在这个领域 ,机械式搅拌设备是无法进行适应高粘

度的纤维素粉末 的混合 的。还有在非金属行业 ,新

型脉冲式气流混合机快速混合 以及 大型和超大型

的混合 ,是其他混合设备无可 比拟 的。因此 ,该新型

混合机具有很大的市场潜力。

4结论

新型脉冲式气流混合机 的使用能耗 比机械式

混合机的降低  70%,为混合机行业提供了一种混

合效果好 、能耗低 的混合机 ,并克服了机械式混合

机混合能力小 的缺点 。脉冲式气流混合机具有结构

简单 ,投资运行成本低 ,维护保养更方便 ,使用寿命

 .运行可靠 等特 点。新型脉冲式气流混合机适用

于农药、医药 、染料、食品等行业的粉体混合。



sczjft118
等级:一级士官
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sczjft118 发表于:2020-10-12 13:21:05
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氧化铝专用粉碎机分级机改性打散机
氧化铝
是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,在高温下可电离的离子晶体,常用于制造耐火材料

应用领域:

用作分析试剂、有机溶剂的脱水、吸附剂有机反应催化剂、研磨剂抛光剂、冶炼铝的原料、耐火材料

设备选型:

难溶于水的白色固体,无臭、无味、质极硬,易吸潮而不潮解灼烧过的不吸湿)。氧化铝是典型的两性氧化物,(刚玉是α形属于六方最密堆积,是惰性化合物,不溶于酸碱耐腐蚀 [1]  ),能溶于无机酸和碱性溶液中,几乎不溶于水及非极性有机溶剂;相对密度(d2044.0;熔点2050℃,根据氧化铝特性可选择ZJ-QLMZJ-C系列

应用机型:

ZJ-C系列、ZJ-QLM系列

ZJ-C工作原理:

物料由进料装置输送至主机粉碎腔,物料与高速回转器件及颗粒之间互相冲击、碰撞、磨擦、剪切、挤压而实现粉碎。粉碎后的物料通过分级轮实现粗细粉的分离,粗粉流入粉碎腔再次粉磨,净化的气体由引风机排出。

设备特点:

1、低能耗:集离心粉碎、冲击粉碎、挤压粉碎于一身,比其它类机械粉碎机节能高达40~50%。

2、高细度:配备自分流式分级系统,产品细度≥2500目。

3、入料范围大:入料粒度≤50mm,物料仅需经一级粗破设备。 

4、低磨损:粉碎部分易损件采用复合耐磨新材料,使用寿命长,加工莫氏硬度≤5的物料时无污染。
5、机械稳定性强:可长期24小时不停机生产。
6、功能全:
   可粉碎针状物料,做到成品长径比15:1;
   粉碎过程无温升,适合于热敏性材料的粉碎;
   可对烧结团聚超细物料进行打散作业,粒度恢复率达100%;
   具有颗粒整形功能,有效提高堆积密度。
   可粉碎纤维组织的材料;
   可粉碎水分含量高的物料,具有烘干功能;
   可粉碎粘性强的物料。

7、负压生产,无粉尘污染,环境优良。
8、自动化程度高,稳定性强,操作简便。

9、整个系统采用自动化控制,可实现一键式启停,操作简单方便与中控联接可实现远程控制。

工艺流程:

 

适用范围: 

1、 非金属矿典型物料有: 硬质高岭土、滑石、石墨、方解石、石膏、硅藻土、硅灰石、重晶石、叶腊石、氢氧化铝等材料的超细粉碎和纳米碳酸钙、氧化铈等物料的超细粉碎、打散。 

2、 热敏性典型物料有: 乳糖、蜡、树脂、脂肪、骨粉、植物等 

3、 中草药与原料的超细加工典型物料有: 花粉、山楂、香菇、珍珠粉、胃药、抗生素类药物、灵芝、五倍子、何首乌、穿心莲、薄荷、鱼腥草、蕨根、葛根、板蓝根等。 
咨询热线:13035695787




mkl15965066676
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mkl15965066676 发表于:2021-01-29 11:23:10
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山东摩克立粉体技术设备有限公司是一家专业从事超细粉体研究和粉体设备生产与加工的大型机械制造企业。有一支集研发、生产、销售、服务为一体的高效团队,摩克立人关注客户的需求,为客户量身打造专业的整体解决方案。

公司主导产品有:气流粉碎机、气流分级机、气流分离机、机械粉碎机、实验室粉碎机、粉体表面处理及改性设备、自动拆包及粉体输送设备。设备所用的所有物料都是可以二次回收利用的材料,不会对环境造成污染!


xigualala
等级:列兵
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xigualala 发表于:2021-02-17 16:29:43
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