一种高阻燃性氢氧化铝微粉的制备方法
阅读说明：本技术 一种高阻燃性氢氧化铝微粉的制备方法 (Preparation method of high-flame-retardancy aluminum hydroxide micro powder ) 是由 郝亚明 于 2021-01-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高阻燃性氢氧化铝微粉的制备方法,包括以下步骤：S101：选取足量的铝粉,使用过滤筛对铝粉进行过滤筛选；S106：将冲洗后的氢氧化铝沉淀物加入到恒温干燥箱内,在140-150℃条件下,通过恒温干燥箱干燥处理15-20分钟,得到干燥后的氢氧化铝；本发明先通过稀硫酸和铝粉制成硫酸铝,然后通过氢氧化钠溶液和铝粉制成偏铝酸钠结合两个水,接着通过硫酸铝和偏铝酸钠结合两个水在纯净水中反应得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液,接着依次进行过滤、冲洗、干燥、研磨和筛分,得到粒径为0.074-0.4mm的氢氧化铝粉末,该制备方法简单、高效；该制备方法以铝粉、氢氧化钠和稀硫酸为原料,原料易得,成本低。(The invention discloses a preparation method of high-flame-retardancy aluminum hydroxide micro powder, which comprises the following steps: s101: selecting sufficient aluminum powder, and filtering and screening the aluminum powder by using a filter screen; s106: adding the washed aluminum hydroxide precipitate into a constant-temperature drying box, and drying for 15-20 minutes by the constant-temperature drying box under the condition of 140-150 ℃ to obtain dried aluminum hydroxide; the preparation method comprises the steps of preparing aluminum sulfate from dilute sulfuric acid and aluminum powder, preparing sodium metaaluminate and combining two water by using a sodium hydroxide solution and the aluminum powder, reacting the aluminum sulfate and the sodium metaaluminate and combining the two water in purified water to obtain an aluminum hydroxide precipitate and a sodium sulfate solution, and sequentially filtering, washing, drying, grinding and screening to obtain the aluminum hydroxide powder with the particle size of 0.074-0.4mm, wherein the preparation method is simple and efficient; the preparation method takes aluminum powder, sodium hydroxide and dilute sulfuric acid as raw materials, and the raw materials are easy to obtain and low in cost.)
技术领域
本发明涉及氢氧化铝技术领域，具体为一种高阻燃性氢氧化铝微粉的制备方法。
背景技术
氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂；氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加；使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业；同时，氢氧化铝也是电解铝行业所必需氟化铝的基础原料，在该行业氢氧化铝也是得到非常广泛应用。
氢氧化铝作为阻燃剂的重量成分，氢氧化铝的阻燃作用基于化学结合的水在200℃至400℃的温度范围的火焰的情况中的热消除；这种氢氧化铝的吸热分解会消耗能量，由此，塑料的表面被冷却；此外，释放的水蒸气稀释了易燃的聚合物的有机降解产物；作为残留物而遗留的氧化铝具有高的比表面积，并且吸收在聚合物的燃烧中形成的多环芳香烃化合物；由此，这些化合物从燃烧过程中排除，因为多环芳香烃化合物为源自火焰的黑烟组分，所以氢氧化铝也有助于在火焰的情况下降低烟密度，氢氧化铝的使用由此使得制造不含卤素的耐燃聚合物成为可能，且无需使用含有卤素的阻燃剂。
但是现有的氢氧化铝的制备方法存在以下缺陷：
现有技术制备的氢氧化铝粒径较大，而且结晶度不是很高，结晶成型的氢氧化铝沉淀物中含有杂质，降低了氢氧化铝的纯度，不仅影响了氢氧化铝的整体质量，而且增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高阻燃性氢氧化铝微粉的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高阻燃性氢氧化铝微粉的制备方法，包括以下步骤：
S101：选取足量的铝粉，使用过滤筛对铝粉进行过滤筛选，在过滤出的铝粉中称取20g，并将20g铝粉均分成两份铝粉A和铝粉B；
S102：将稀硫酸溶液加入到烧杯a内，然后依次将铝粉A加入到烧杯a内，并不断搅拌，搅拌10-15分钟，直至铝粉A完全与稀硫酸溶液反应，得到硫酸铝；
S103：将纯净水和氢氧化钠依次加入到烧杯b内，接着搅拌3-5分钟，直至氢氧化钠完全溶解到纯净水中，得到氢氧化钠溶液，然后将铝粉B加入到烧杯b内，并不断搅拌，搅拌10-15分钟，直至铝粉B完全与氢氧化钠溶液反应，得到偏铝酸钠结合两个水；
S104：将纯净水加入到烧杯c中，然后依次将步骤S102中得到的硫酸铝和步骤S103中得到的偏铝酸钠结合两个水加入到烧杯c中，并搅拌15-20分钟，直至硫酸铝和偏铝酸钠结合两个水在纯净水完全反应，得到氢氧化铝沉淀和硫酸钠溶液；
S105：使用过滤纸将氢氧化铝沉淀物过滤出，然后将过滤出的氢氧化铝沉淀物放置在过滤纸上，并使用纯净水进行冲洗；
S106：将冲洗后的氢氧化铝沉淀物加入到恒温干燥箱内，在140-150℃条件下，通过恒温干燥箱干燥处理15-20分钟，得到干燥后的氢氧化铝，然后将干燥后的氢氧化铝加入到双面研磨机内，通过双面研磨机对氢氧化铝进行研磨处理，接着通过振动筛进行筛分处理，得到粒径为0.074-0.4mm的氢氧化铝粉末。
其中，在步骤S101中，所述过滤筛采用100目不锈钢过滤筛。
其中，在步骤S102中，所述铝粉A与稀硫酸溶液的反应式为：
2Al+3H2SO4(稀)＝Al2(SO4)3+3H2↑。
其中，在步骤S102中，所述铝粉A的重量为10g，所述稀硫酸溶液的浓度为10％g/ml，所述稀硫酸溶液的体积为150ml，所述稀硫酸溶液中含有15g硫酸。
其中，在步骤S103中，所述铝粉B与氢氧化钠溶液的反应式为：
2Al+2NaOH+6H20＝2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
其中，在步骤S103中，所述铝粉B的重量为10g，所述氢氧化钠的重量为10g，所述纯净水的重量为30g。
其中，在步骤S104中，所述硫酸铝和偏铝酸钠结合两个水在纯净水中的反应式为：
Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]+12H2O＝8Al(OH)3↓+3Na2(SO4)。
其中，在步骤S104中，所述硫酸铝、偏铝酸钠结合两个水和纯净水的重量比为：1:6:12。
其中，在步骤S105中，所述纯净水的冲洗速度为0.2ml/min，所述纯净水的冲洗时间为20-25min。
其中，在步骤S106中，所述振动筛采用规格为Φ2200×7500的超声波振动筛。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明先通过稀硫酸和铝粉制成硫酸铝，然后通过氢氧化钠溶液和铝粉制成偏铝酸钠结合两个水，接着通过硫酸铝和偏铝酸钠结合两个水在纯净水中反应得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液，接着依次进行过滤、冲洗、干燥、研磨和筛分，得到粒径为0.074-0.4mm的氢氧化铝粉末，该制备方法简单、高效；该制备方法以铝粉、氢氧化钠和稀硫酸为原料，原料易得，成本低，并且氢氧化铝的转化率高；同时通过对过滤后的氢氧化铝进行冲洗处理，能够减小氢氧化铝中的杂质，从而提高氢氧化铝的纯度，通过对干燥后的氢氧化铝进行研磨处理，能够降低氢氧化铝粉末的颗粒直径，达到提高氢氧化铝表面积的目的，这样在将氢氧化铝使用在阻燃剂中，能够起到更好的作用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例，本发明提供如下技术方案：一种高阻燃性氢氧化铝微粉的制备方法，包括以下步骤：
S101：选取足量的铝粉，使用过滤筛对铝粉进行过滤筛选，在过滤出的铝粉中称取20g，并将20g铝粉均分成两份铝粉A和铝粉B；
S102：将稀硫酸溶液加入到烧杯a内，然后依次将铝粉A加入到烧杯a内，并不断搅拌，搅拌10-15分钟，直至铝粉A完全与稀硫酸溶液反应，得到硫酸铝；
S103：将纯净水和氢氧化钠依次加入到烧杯b内，接着搅拌3-5分钟，直至氢氧化钠完全溶解到纯净水中，得到氢氧化钠溶液，然后将铝粉B加入到烧杯b内，并不断搅拌，搅拌10-15分钟，直至铝粉B完全与氢氧化钠溶液反应，得到偏铝酸钠结合两个水；
S104：将纯净水加入到烧杯c中，然后依次将步骤S102中得到的硫酸铝和步骤S103中得到的偏铝酸钠结合两个水加入到烧杯c中，并搅拌15-20分钟，直至硫酸铝和偏铝酸钠结合两个水在纯净水完全反应，得到氢氧化铝沉淀和硫酸钠溶液；
S105：使用过滤纸将氢氧化铝沉淀物过滤出，然后将过滤出的氢氧化铝沉淀物放置在过滤纸上，并使用纯净水进行冲洗；
S106：将冲洗后的氢氧化铝沉淀物加入到恒温干燥箱内，在140-150℃条件下，通过恒温干燥箱干燥处理15-20分钟，得到干燥后的氢氧化铝，然后将干燥后的氢氧化铝加入到双面研磨机内，通过双面研磨机对氢氧化铝进行研磨处理，接着通过振动筛进行筛分处理，得到粒径为0.074-0.4mm的氢氧化铝粉末。
其中，在步骤S101中，过滤筛采用100目不锈钢过滤筛。
其中，在步骤S102中，铝粉A与稀硫酸溶液的反应式为：
2Al+3H2SO4(稀)＝Al2(SO4)3+3H2↑。
其中，在步骤S102中，铝粉A的重量为10g，稀硫酸溶液的浓度为10％g/ml，稀硫酸溶液的体积为150ml，稀硫酸溶液中含有15g硫酸。
其中，在步骤S103中，铝粉B与氢氧化钠溶液的反应式为：
2Al+2NaOH+6H20＝2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
其中，在步骤S103中，铝粉B的重量为10g，氢氧化钠的重量为10g，纯净水的重量为30g。
其中，在步骤S104中，硫酸铝和偏铝酸钠结合两个水在纯净水中的反应式为：
Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]+12H2O＝8Al(OH)3↓+3Na2(SO4)。
其中，在步骤S104中，硫酸铝、偏铝酸钠结合两个水和纯净水的重量比为：1:6:12。
其中，在步骤S105中，纯净水的冲洗速度为0.2ml/min，纯净水的冲洗时间为20-25min。
其中，在步骤S106中，振动筛采用规格为Φ2200×7500的超声波振动筛。
实验例，阻燃性试验。
实验组：S1、选取本发明制备的100g氢氧化铝粉末，将100g氢氧化铝粉末均分成10份，每份为10g氢氧化铝粉末；
S2、选取2000g塑料颗粒，将2000g塑料颗粒均分成10份，每份为200g塑料颗粒；
S3、然后将10份氢氧化铝粉末分别加入到10份塑料颗粒中，每份塑料颗粒含有10g氢氧化铝粉末，并将氢氧化铝粉末均匀混合到塑料颗粒中；
S4、将混合有氢氧化铝粉末的10份塑料颗粒分别制成塑料板(塑料板的尺寸结构相同)，然后将制成的塑料板放置在150℃条件下，记录塑料板的融化时间、燃烧时间，详细见表1。
对照组：S1、选取市场上常见的10g氢氧化铝粉末和200g塑料颗粒；
S2、然后将氢氧化铝粉末分别加入到塑料颗粒中，并将氢氧化铝粉末均匀混合到塑料颗粒中；
S3、将混合有氢氧化铝粉末的塑料颗粒制成塑料板(塑料板的尺寸结构与实施组的塑料板相同)，然后将制成的塑料板放置在150℃条件下，记录塑料板的融化时间、燃烧时间，详细见表1。
表1
由上表可知，在塑料中添加本发明制备的氢氧化铝粉末后，塑料板的融化时间和燃烧时间都有显著的提高，因此本发明制备的氢氧化铝具有更好的阻燃效果。
综上所述，先通过稀硫酸和铝粉制成硫酸铝，然后通过氢氧化钠溶液和铝粉制成偏铝酸钠结合两个水，接着通过硫酸铝和偏铝酸钠结合两个水在纯净水中反应得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液，接着依次进行过滤、冲洗、干燥、研磨和筛分，得到粒径为0.074-0.4mm的氢氧化铝粉末，该制备方法简单、高效；该制备方法以铝粉、氢氧化钠和稀硫酸为原料，原料易得，成本低，并且氢氧化铝的转化率高；同时通过对过滤后的氢氧化铝进行冲洗处理，能够减小氢氧化铝中的杂质，从而提高氢氧化铝的纯度，通过对干燥后的氢氧化铝进行研磨处理，能够降低氢氧化铝粉末的颗粒直径，达到提高氢氧化铝表面积的目的，这样在将氢氧化铝使用在阻燃剂中，能够起到更好的作用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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