一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法与流程

本发明属于无机非金属材料制备，具体涉及一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法。

背景技术：

1、无机非金属微粉制备技术是近几十年来发展起来的一门新技术。材料微粉化后，其尺寸介于原子、分子与块状材料之间，其表面分子排列及电子分布结构和晶体结构均发生变化，从而显著影响了表面与界面性质，产生块状材料所不具有的奇特的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，在使用时可取得超常的效果。

2、氢氧化铝微粉是无机阻燃剂的主要品种，具有阻燃、消烟、填充三大功能，被广泛用于覆铜板领域。氢氧化铝微粉不仅阻燃且可降低发烟量，价格低廉。还具有降低板材厚度方向热膨胀系数、提高基板的阻燃性能和力学性能、基材增白等功效。特别是随着“无卤”产品需求的增长，氢氧化铝微粉的应用越来越广。

3、目前，国内外大都采用铝酸钠溶液分解制备氢氧化铝微粉，主要集中在铝酸钠溶液二段种分法制备氢氧化铝微粉。该法由于工艺流程长、生产工艺复杂等原因，导致微粉氢氧化铝的生产成本较高。液相沉淀法是湿法冶金常用的制备微粉颗粒的方法之一，此种方法以其方法简便、成本低、容易扩大生产等优点得到广泛的应用。为了防止析出的氢氧化铝团聚，现有技术大都在铝盐溶液中添加表面活性剂以提高沉淀的分散性。该方法虽然在一定程度上提高了氢氧化铝的分散性。但是，该法制备的氢氧化铝粒径大，且由于表面活性剂都是在形成沉淀之前加入，导致析出的晶体沉淀包裹住大量的表面活性剂，除杂困难，影响氢氧化铝微粉的纯度；且其在覆铜板配方中添加量大时会产生分散困难，易团聚现象，导致板材机械加工性能和阻燃性能下降。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，以解决现有技术制备的氢氧化铝微粉粒径大，用于填充覆铜板时阻燃和力学性能下降的技术问题。

2、本发明提供的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，包括以下步骤：

3、（1）分别配置硫酸铝溶液和氨水溶液；为了提高生产效率，可对溶液进行加热提高溶解速率。

4、（2）在搅拌以及50-60℃温度条件下，向硫酸铝溶液中滴加氨水溶液，直至铝盐混合溶液ph达到5-6，停止滴加氨水。以硫酸铝作为铝盐，氨水作为沉淀剂，通过液相沉淀法制备了氢氧化铝微粉。

5、（3）继续搅拌，并于55-65℃温度条件保温1-3h，得到分散液；

6、（4）趁热过滤，并用温水洗涤，得到氢氧化铝湿颗粒；采用温水洗涤可提高杂质溶解度，提高产品纯度，防止氢氧化铝提前团聚。

7、（5）将氢氧化铝湿颗粒和聚乙二醇表面活性剂超声分散于去离子水中得氢氧化铝分散液；聚乙二醇数均分子量为500-1000；氢氧化铝湿颗粒中氢氧化铝和聚乙二醇重量比为100：（4-8）；

8、（6）向氢氧化铝分散液中加入长碳链硅烷偶联剂十八烷基三甲氧基硅烷，并于40-60℃条件下搅拌反应；将反应后溶液过滤、洗涤、干燥，得到覆铜板用氢氧化铝微粉；氢氧化铝湿颗粒中氢氧化铝和十八烷基三甲氧基硅烷重量比为100：（30-40）。

9、现有技术采用液相沉淀法制备氢氧化铝微粉时，大都在铝盐溶液中添加表面活性剂，导致氢氧化铝微粉存在纯度低以及干燥失水过程中颗粒重新团聚的问题。本发明采用液相沉淀法制备纯净的氢氧化铝微粉湿颗粒，然后先采用低分子量聚乙二醇作为表面活性剂改善氢氧化铝微粉的分散性。作为非离子表面活性剂，聚乙二醇具有羟基和醚键两种亲水基团，不存在疏水基团；聚乙二醇可与氢氧化铝湿颗粒表面形成氢键作用，提高其在水溶液中的分散性能。本发明先采用少量聚乙二醇改性氢氧化铝微粉，可以防止具有长直碳链疏水结构的十八烷基三甲氧基硅烷产生过度包覆和缠结。若聚乙二醇分子量过高，粘度过大，影响改性效果；分子量过低，则改性效果不显著。经聚乙二醇改性的氢氧化铝微粉分散性较好，由于聚乙二醇添加量少，不会对氢氧化铝微粉形成包覆结构。此时再加入具有长直碳链结构的十八烷基三甲氧基硅烷，十八烷基三甲氧基硅烷的亲水基团与裸露的氢氧化铝微粉界面形成化学键，进一步提高了其分散性能。而氢氧化铝微粉表面的疏水长直碳链结构可改善其作为填充剂时与基体树脂的相容性，提高其作为覆铜板原料的阻燃和力学性能。

10、进一步的，步骤（1）中硫酸铝溶液浓度为0.5-1mol/l。

11、进一步的，步骤（1）中氨水溶液浓度为4-8wt%。

12、进一步的，步骤（2）中搅拌速率为300-500r/min；氨水溶液滴加速率为20-30ml/min。

13、进一步的，步骤（4）中温水温度为50-60℃。

14、进一步的，步骤（5）中超声分散时间为20-40min，功率为100-300w。

15、进一步的，步骤（5）中聚乙二醇数均分子量为600-800。

16、进一步的，步骤（6）中反应时间为20-30min。

17、进一步的，步骤（6）中洗涤为采用乙醇进行洗涤。

18、进一步的，步骤（6）中干燥温度为60-80℃。

19、本发明的有益效果在于：

20、（1）本发明制备的覆铜板用氢氧化铝微粉，通过少量一定分子量的聚乙二醇提高氢氧化铝微粉在水溶液中的分散性能，方便长碳链硅烷偶联剂的偶联处理改性。

21、（2）单纯表面活性剂改性的氢氧化铝微粉与基体树脂相容性不好，在树脂中易存在团聚问题。本发明采用十八烷基三甲氧基硅烷(cas号3069-42-9)协同改性，十八烷基三甲氧基硅烷价格较低，且相对十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷等具有更长的碳链；但是碳链并非越长越好，过长的碳链会导致其在溶液或树脂中相互缠结，影响分散性能。本发明采用十八烷基三甲氧基硅烷，不仅可防止氢氧化铝干燥失水过程中其表面羟基形成氢键，引起团聚现象的发生；而且可以进一步提高氢氧化铝微粉的分散性能，提高其作为覆铜板原料使用时与基体树脂的相容性。

技术特征：

1.一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（1）中硫酸铝溶液浓度为0.5-1mol/l。

3.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（1）中氨水溶液浓度为4-8wt%。

4.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（2）中搅拌速率为300-500r/min；氨水溶液滴加速率为20-30ml/min。

5.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（4）中温水温度为50-60℃。

6.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（5）中超声分散时间为20-40min，功率为100-300w。

7.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（5）中聚乙二醇数均分子量为600-800。

8.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（6）中反应时间为20-30min。

9.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（6）中洗涤为采用乙醇进行洗涤。

10.如权利要求1所述的一种覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，步骤（6）中干燥温度为60-80℃。

技术总结本发明涉及无机非金属材料制备技术领域，具体涉及覆铜板用氢氧化铝微粉的制备方法。本发明先采用液相沉淀法制备氢氧化铝湿颗粒，然后添加一定分子量聚乙二醇作为氢氧化铝湿颗粒的表面活性剂，提高氢氧化铝湿颗粒的分散性能；再加入具有长直碳链疏水结构的十八烷基三甲氧基硅烷，十八烷基三甲氧基硅烷的亲水基团可与裸露的氢氧化铝微粉界面形成化学键，进一步提高了其分散性能，防止干燥时氢氧化铝湿颗粒失水团聚，导致粒径变大；十八烷基三甲氧基硅烷的疏水长直链结构可改善氢氧化铝微粉表面作为填充剂时与基体树脂的相容性，提高覆铜板的阻燃性能和力学性能。技术研发人员：陈杰,朱延彬,石保利,罗杨,梁其彬,苏兴振受保护的技术使用者：淄博鹏丰新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27