氫氧化鋁的生產工藝

世界上很多國家都普遍采用Bager法工藝流程

該工藝成本低但主要缺點是礦石中有機雜質不能除掉影響產品的白度一般白度<90%不能直接制得阻燃用的高白度的氫氧化鋁

我國山東鋁廠和前蘇聯是采用燒結法工藝

氫氧化鋁的性質

水合氧化鋁并不是真正的水合物而是一種結晶的氫氧化鋁【Al（OH）3】,鋁和氫氧根之間的鍵是離子鍵而且所有氫氧根基本上都是等價的

1化學組成

Al（OH）3（%） 99.85

SiO2（%）0.01-0.04

Fe2O3（%） 0.01

TiO2（%）0.001

Na2O（%）0.2-0.3

2物理性質

平均粒徑（μm）  250-1

堆比重（輕裝）   1.1-0.25

（重裝）   1.4-0.45

真比重2.42

莫氏硬度3.0

折光率          1.57

灼燒失重          34

白度              86-95

工業級產品的顆粒大小范圍可以從250μm的粗粒級到平均粒徑小于1μm的細顆粒劑產品的表面積和稀有率都很低

3熱性質

氫氧化鋁的阻燃作用來源于其三分子結晶水分解吸熱原理

2Al（OH）3→Al2O3+3H2O

每克氫氧化鋁大約吸熱1.88kj氫氧化鋁受熱脫水和相變非常復雜根據差熱曲線上三個吸熱峰表明其結晶水的失去是分三個階段進行的第一個吸熱峰在230℃左右相當于α-三水氧化鋁部分轉化為α-氧化鋁一水合物的轉化熱

Al（OH）3→AlOOH+H20

第二個吸熱峰在300℃左右它相當于α-氧化鋁三水化合物分解轉轉變為x-氧化鋁第三個吸熱峰值是500℃處的寬吸熱峰表示單水合物分解轉化為γ-氧化鋁

2ALOOH→Al2O3+H2O

4阻燃性和消煙性

已經正式氫氧化鋁使高聚物阻燃的主要機理是它的吸熱脫水作用在熱分解區通過一個吸熱裂解反應產生一些揮發性聚合物碎片這些碎片擴散到燃燒區和氧發生放熱反應氫氧化鋁脫水吸收一部分燃燒熱使它傳遞到凝固相組織了高聚物的熱分解也降低了燃燒速率氫氧化鋁能阻燃的次要因素是它受熱分解放出水蒸氣稀釋了可燃性氣體以及水參加了凝聚想的反應但在有些情況下這可能是阻燃的主要因素已經證明在氫氧化物填充的環氧樹脂燃燒過程中不村子捕捉自由基的作用

在氫氧化鋁填充的塑料中它除了能起到阻燃作用外還可以一直煙的生成這是由于在固相中它促進了碳化過程取代了煙灰形成的緣故一般來說這個體系的消煙作用大概也是和氫氧化鈉在燃燒過程中所發生的脫水吸熱直接有關因為在凝聚相中熱的消散會減少熱解而有利于交聯反應的發生

氫氧化鋁的應用

氫氧化鋁無毒不含鹵素不產生腐蝕性產物價格低廉這些都是它的優點但是它在應用上卻受到兩方面的限制其一像其他填料一樣它不起增強作用其二在250℃以上便開始脫水因此不適應與加工溫度超過200℃的塑料制品在熱塑性塑料中加入氫氧化鋁后機械強度尤其是抗沖強度會引起下降盡管使用偶聯劑來努力提高強度但是仍無顯著的增強因此氫氧化鋁95%以上是用于熱固性塑料之中