[发明专利]通过研磨干燥制备的涂层的氢氧化铝颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及新型涂层的氢氧化铝阻燃剂、其制备方法及其用途。

背景技术

氢氧化铝具有多种替代的名称，例如铝水合物、三水合铝、三氢氧化铝等，但是通常称为ATH。氢氧化铝颗粒(下文称ATH)在许多材料中用作填料，例如纸、树脂、橡胶、塑料等。ATH的一个最普遍的应用是在例如塑料的合成树脂和电线与电缆中作为阻燃剂。

氢氧化铝的工业实用性是已经众所周知的。在阻燃领域中，氢氧化铝用于例如塑料的合成树脂和电线与电缆应用中以赋予阻燃特性。

为了提供更好的与树脂的相容性，ATH颗粒涂覆有多种表面活性材料，包括硅烷、脂肪酸等等。典型地，表面活性处理物非均匀地沉积到ATH颗粒上，这导致偶联剂或表面活性涂层作为粘合剂使ATH颗粒彼此牢固地凝结。这种凝结降低了树脂中ATH颗粒的分散性，是一种不希望的特性。然而，当可以获得均匀的表面活性处理时，偶联剂或表面活性涂层不会作为粘合剂，并且所选择的树脂中良好的分散性得以保持。因此，随着对涂层的ATH颗粒需求的增加，对可制备均匀涂层的ATH颗粒的方法的需求也在增加。

发明内容

在一个实施方案中，本发明涉及ATH颗粒，包括选自i)硅烷；ii)有机钛酸盐；和iii)有机锆酸盐中的至少一种的表面涂层剂。通过在存在表面涂层剂下研磨干燥包含基于浆体约1～约85wt％的ATH颗粒的浆体来制备ATH颗粒。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种用于制备涂层的、研磨干燥的ATH颗粒的方法，包括在存在表面涂层剂下研磨干燥包含基于浆体约1～约85wt％的ATH颗粒的浆体，从而制备出涂层的研磨干燥的ATH颗粒。所述表面涂层剂可适当地选自i)硅烷；ii)有机钛酸盐；和iii)有机锆酸盐中的至少一种。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种用于制备涂层的研磨干燥的ATH颗粒的方法，该方法包括：

a)将包含基于浆体约1～约85wt％的ATH颗粒的浆体与表面涂层剂混合，所述表面涂层剂选自i)硅烷；ii)有机钛酸盐；和iii)有机锆酸盐中的至少一种，从而制得包含浆体和表面涂层剂的混合物；

b)使该混合物中的浆体和表面涂层剂反应约1秒～约30分钟；以及

c)研磨干燥所述混合物从而制得涂层的研磨干燥的ATH颗粒。

在优选的实施方案中，在浆体与所述至少一种表面涂层剂混合之前，将所述浆体加热至约20～约95℃，优选约80～约95℃的温度。

在另一个实施方案中，如果表面涂层剂为硅烷，则本发明涉及一种用于制备涂层的ATH颗粒的方法，该方法包括：

a)将至少一种，优选仅一种硅烷与水，优选去离子水混合，以形成包含约1wt％～约99wt％，优选约5wt％～约90wt％，更优选约20wt％～约80wt％、最优选约40wt％～约60wt％硅烷的硅烷溶液，所有含量均基于该硅烷溶液的总重量；

b)将包含基于浆体的总重量约1～约85wt％的ATH颗粒的浆体加热至约20～约95℃，优选约80～约95℃的温度，从而形成被加热的浆体；

c)将所述被加热的浆体与所述硅烷溶液混合，从而形成含硅烷/ATH的浆体；

d)在机械搅拌下，将所述含硅烷/ATH的浆体保持在约20～约95℃范围内的温度，优选在约80～约95℃范围内的温度下约1秒～约30分钟，优选约1秒～约20分钟，更优选约1秒～约15分钟，最优选约5分钟～约10分钟，从而形成混合物；以及

e)研磨干燥所述混合物从而制得涂层的、研磨干燥的ATH颗粒。

在一些实施方案中，如果需要让硅烷进行水解，则至少一种无机酸和/或有机酸，在一些实施方案中仅一种无机酸和/或有机酸，优选至少一种有机酸，在一些实施方案中仅一种有机酸在a)中与硅烷和水一起混合。可使用任何通常用于水解硅烷的有机酸，优选使用甲酸和/或乙酸。在该实施方案中，基于硅烷的重量，在a)中加入小于10wt％的无机或有机酸，优选小于1wt％，更优选小于0.1wt％的无机或有机酸。在特别优选的实施方案中，在a)中加入约0.05-约10wt％的无机或有机酸，优选约0.05-约1wt％，更优选约0.05-约0.1wt％的无机或有机酸，所有含量均基于硅烷的重量。在加入水和有机酸之后，持续搅拌硅烷溶液约2～约240分钟，优选约10～约120分钟，更优选约30～约60分钟。该硅烷溶液然后在c)中与浆体混合。

具体实施方式