[发明专利]一种氧化铝粉末的表面疏水改性方法

说明书

一种氧化铝粉末的表面疏水改性方法：将端羟基硅油溶液30～100份加入氧化铝粉末100份中，超声分散8～15min，然后添加催化剂0.1～2份，继续超声分散10～20min，得到均匀的溶液，将所得溶液烘干，即完成氧化铝粉末的表面疏水改性；本发明通过控制合适的表面改性剂的分子链长度，一方面做到与氧化铝粉体有效结合，形成疏水表面，另一方面又在表面保留合适的分子链长度，从而形成由氧化铝粉体连接而成的聚合物网络；改性后的氧化铝粉末疏水性能好，稳定性持久，能够有效解决氧化铝粉末在复合材料中的分散性和相容性问题，提高了复合材料的性能；本发明制备工艺简单易行，成本低廉。

(一)技术领域

本发明涉及一种氧化铝粉末的表面处理方法，具体涉及一种氧化铝粉末的表面疏水改性方法。

(二)背景技术

氧化铝陶瓷是目前应用最为广泛的陶瓷材料之一，其所用原料为氧化铝陶瓷粉体，由于该粉体具有价格便宜、耐高温、耐腐蚀、耐磨损及高温抗氧化性等优异性能而被广泛应用于和金属材料、高分子材料的复合。在与非极性基体混合过程中，由于氧化铝陶瓷粉体具有较强的亲水性，因此，复合过程中与基体材料润湿性较差，复合均匀度和填充量都受到限制，复合材料的性能远达不到理论指标。为改善界面的润湿性，使复合材料的组织变得更加均匀，从而改善复合材料的性能，氧化铝粉末的改性受到国内外材料工作者的广泛关注，尤其是其改性方法的研究。氧化铝粉末改性的方法很多，综合国内外的研究方法，可归纳如下：

一、包覆改性法：粉体的表面包覆改性是指在原来单一组分的基元物质表面上，均匀地引入一种或者是多种其它组分的物质，以改变原来基元的基本性质的方法。氧化铝粉体包覆改性的方法主要有表面吸附、液相包覆、机械力化学法包覆改性。在2006年第5期第29卷的《兵器材料科学与工程》上公开的文章《Ni包覆纳米α-Al₂O₃复合粉体的制备与应用》中采用包覆沉淀法在纳米α-Al₂O₃粒子上包覆镍，制备出包覆效果较好的包覆复合粉体，该复合粉体可改善纳米α-Al₂O₃与镍基涂层的相容性，提高涂层的耐磨性。在2002年第30卷增刊的《硅酸盐学报》上公开的文章《α-Al₂O₃微粉表面稀土改性对铝基复合材料性能的影响》中采用液相包覆法利用稀土钇硝酸盐溶液对α-Al₂O₃微粉进行加钇颗粒表面改性，可获得分散充分、包裹均匀的颗粒表面加钇改性的α-Al₂O₃微粉。改性后的α-Al₂O₃微粉用于Al基复合材料中，微粉在Al液中的分散性得以改善，材料组织更加均匀。

二、表面化学改性：表面化学改性通过表面改性剂与粉体表面进行化学反应或化学吸附的方式完成。常用的表面改性剂有偶联剂、高级脂肪酸及其盐、不饱和有机酸和有机硅等。在2005年第7期的《新技术新工艺》上公开的文章《NTC401对超细氧化铝粉体表面改性的研究》中采用化学吸附法研究了偶联剂NTC401对Al₂O₃超细粉表面改性，使填料Al₂O₃粉体表面有机化，改变了填料Al₂O₃粉体的表面性质。在2000年第6期第28卷的《硅酸盐学报》上公开的文章《粉体改性对α-Al₂O₃陶瓷干压成型性能及制品强度的影响》中研究有机羟酸与氧化铝粉体表面的羟基的酯化反应，将引起团聚的强极性多羟基表面结构改变为由碳氢长链覆盖的非极性有机表面层结构，能大幅度提高陶瓷坯体和制品的均匀性及致密度。