CN104610783B - 一种透明氢氧化铝液相分散体及制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种透明氢氧化铝液相分散体，包括液相介质和纳米氢氧化铝颗粒，所述纳米氢氧化铝颗粒均匀地分散在液相介质中；所述分散体的固含量为1wt％～30wt％；所述纳米氢氧化铝颗粒的一维尺寸为1～80nm；所述液相介质是水、有机溶剂、与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物。本发明还公开了其制备方法及应用。本发明的产品中不含任何表面活性剂，即可达到长期稳定均匀分散的效果，长时间静置后(≥12个月)仍能够保持透明稳定。本发明产品可以用作阻燃添加剂、牙膏磨擦剂、药物添加剂、造纸填充剂及催化剂载体等。同时本发明所使用的工艺流程简单、易于操作，原料廉价易得，产品纯度高、质量好，实验可重复性强、易于放大。

Description

一种透明氢氧化铝液相分散体及制备方法与应用

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，更具体地，涉及一种透明氢氧化铝液相分散体及制备方法与应用。

背景技术

阻燃剂通常分为有机和无机两大类，纳米氢氧化铝作为一种重要的无机阻燃材料获得了广泛的应用。在合成材料中添加纳米氢氧化铝能够使材料具有难燃性、自熄性和消烟性，这顺应了阻燃剂市场高阻燃、低烟雾、无害化的发展趋势。除此之外，纳米氢氧化铝还可以作为造纸填料，用作表层涂料、填料以及生产不燃纸；也可以作为性能良好的牙膏磨擦剂，替代传统的原料白垩和磷酸二钙；还可以作为胃药的主要成分；还可以广泛应用于化学药物、塑料、涂料、陶瓷、绝缘材料等领域。

实验结果表明，纳米氢氧化铝的阻燃性能与其粒度大小、颗粒形貌和分散程度等有着密不可分的关系，尤其是颗粒的大小与分散程度，在很大程度上决定了纳米氢氧化铝阻燃性能的优劣。传统纳米氢氧化铝阻燃材料的制备方法是先制备出纳米氢氧化铝粉体，然后将粉体颗粒添加到高分子材料中，通过此类方法制备出的纳米复合材料中的氢氧化铝颗粒团聚较严重，颗粒的分散性能不好，颗粒与聚合物的相容性较差，这极大地降低了复合材料的阻燃性能。

目前，国内外关于纳米氢氧化铝粉体的制备技术已经十分成熟，例如：中国专利申请号为201410041307.6一种氢氧化铝纳米颗粒材料的简易制备方法。该制备方法是以“铝离子-硫氰酸根”体系为前驱体在液相中制备纳米氢氧化铝颗粒，该方法的缺陷在于：1)制备的氢氧化铝结晶度低；2)颗粒间团聚较严重，颗粒分散性能不好。

另外现有的技术中也公开有关于氢氧化铝分散液的制备方法，例如：中国专利申请号为201010531861.4高浓度纳米氢氧化铝水性分散液的制备方法及所得产品。该制备方法采用硅烷偶联剂对纳米氢氧化铝颗粒进行表面修饰，进而制得高浓度的纳米氢氧化铝水性分散液，但是该方法所得分散液不是透明分散体，且需要借助表面活性剂的作用方能实现稳定分散。

除此之外，现有技术中也公开有与纳米氢氧化铝阻燃性能相似的纳米氢氧化镁液相分散体的制备方法，例如：中国专利申请号为201310002869.5一种透明氢氧化镁液相分散体及制备方法与应用。该制备方法通过将改性纳米氢氧化镁颗粒均匀地分散在液相介质中获得透明分散体，该方法的不足之处在于：1)必须通过表面改性方能实现颗粒的稳定分散，添加改性剂引入了杂质；2)表面改性剂的性质极大地限制了溶剂的选择范围，使其难以广泛运用。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种透明氢氧化铝液相分散体；该液相分散体固含量为1wt％～30wt％，氢氧化铝颗粒粒径小且分布均匀，一维尺寸为1～80nm；此外，该液相分散体中不含任何表面活性剂即可达到稳定分散，产品纯度高，分散效果好，静置≥12个月仍无沉降；且液相分散体能够以水、有机溶剂或其混合物为分散介质，应用范围广。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法；该方法采用直接沉淀法制备纳米氢氧化铝颗粒，随后对产品进行恒温老化、过滤、洗涤、再分散，进而制得透明的氢氧化铝液相分散体，与传统的制备方法相比，不用添加任何表面活性剂，即可很好解决纳米氢氧化铝在应用中出现的分散性差、颗粒易团聚的问题，从而赋予产品更高的应用性能和更广泛的应用范围。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种透明氢氧化铝液相分散体的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种透明氢氧化铝液相分散体，包括液相介质和纳米氢氧化铝颗粒，所述纳米氢氧化铝颗粒均匀地分散在液相介质中，分散体的固含量为1wt％～30wt％；纳米氢氧化铝颗粒的一维尺寸为1～80nm；所述的液相介质是水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物。

优选地，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、四氯化碳、正己烷、环己烷。所述有机溶剂的极性较小、表面张力较低，有利于纳米氢氧化铝颗粒的稳定分散。现有技术中国专利申请号为201310002869.5，发明名称为一种透明氢氧化镁液相分散体及制备方法与应用的不足之处在于：必须采用改性剂对氢氧化镁颗粒进行表面改性，进而导致颗粒的疏水性增强，在水相中的分散性能不好，且引入了杂质。本发明不采用表面改性剂，依靠调节反应温度、pH等多种反应条件，使氢氧化铝颗粒获得较高的ZETA电位，进而可以稳定地分散在水相、不同的有机相以及他们的混合相中，有效地避免了颗粒间的团聚，克服了现有技术中最大的困难，进而极大地拓宽了其使用范围。

为解决上述第二个技术问题，本发明提供一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法，其中包括以下步骤：

1)将铝盐溶于水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物中，制得铝盐溶液；

2)将碱溶于水、有机溶剂或与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物中，制得碱液；

3)将碱液加入到铝盐溶液中进行反应，得反应液；

4)将反应液进行恒温老化处理；

5)将处理后的反应液静置、过滤并洗涤，得到滤饼；

6)将滤饼分散在水、有机溶剂、与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物中，得到产物。

优选地，步骤1)中，所述铝盐选自下列物质中的一种或多种：硝酸铝、氯化铝、硫酸铝。

优选地，步骤1)中，所述铝盐溶液的浓度为1wt％～25wt％；更优选地，铝盐溶液的浓度为1wt％～15wt％；最优选地，铝盐溶液的浓度为1wt％～5wt％。

优选地，步骤1)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、乙醚、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二甲基亚砜。由于本发明不采用表面改性剂，不用考虑表面改性剂的溶解问题，进而极大地拓宽了溶剂的选择范围。

优选地，步骤2)中，所述碱选自下列物质中的一种或多种：氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、联氨。

优选地，步骤2)中，所述碱液的浓度为1wt％～30wt％；更优选地，碱液的浓度为1wt％～20wt％；最优选地，碱液的浓度为1wt％～10wt％。

优选地，步骤2)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙醚、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、正己烷、环己烷。由于本发明不采用表面改性剂，不用考虑表面改性剂的溶解问题，进而极大地拓宽了溶剂的选择范围。

优选地，步骤3)中，将碱液加入到铝盐溶液中之前，将铝盐溶液充分搅拌均匀；碱液加入铝盐溶液的方式为匀速逐滴加入。

优选地，搅拌速率≥300r/min；更优选地，搅拌速率≥400r/min；最优选地，搅拌速率≥500r/min。

优选地，步骤3)中，反应温度为20～70℃；更优选地，反应温度为25～60℃；最优选地，反应温度为30～50℃。

优选地，步骤3)中，碱液加入到铝盐溶液中并控制反应液的最终pH值为7～14；更优选地，反应液的最终pH值为8～12；最优选地，反应液的最终pH值为8～10。

优选地，步骤4)中，老化处理的温度为20～90℃；更优选地，老化处理的温度为30～80℃；最优选地，老化处理的温度为40～70℃。老化处理的目的在于使氢氧化铝颗粒的结晶度更高、形貌更规整。

优选地，步骤4)中，老化处理的时间为0.5～6h；更优选地，老化处理的时间为1～5h；最优选地，老化处理的时间为1～4h。老化处理的目的在于使氢氧化铝颗粒的结晶度更高、形貌更规整。

优选地，步骤5)中，所述静置时间为1～12h。

优选地，步骤6)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、四氯化碳、正己烷、环己烷。所述有机溶剂的极性较小、表面张力较低，有利于纳米氢氧化铝颗粒的稳定分散。现有技术中国专利申请号为201310002869.5一种透明氢氧化镁液相分散体及制备方法与应用的不足之处在于：必须采用改性剂对氢氧化镁颗粒进行表面改性，进而导致颗粒的疏水性增强，在水相中的分散性能不好，且引入了杂质。本发明不采用表面改性剂，依靠调节反应温度、pH等多种反应条件，使氢氧化铝颗粒获得较高的ZETA电位，进而可以稳定地分散在水相、不同的有机相以及他们的混合相中，有效地避免了颗粒间的团聚，克服了现有技术中最大的困难，进而极大地拓宽了其使用范围。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种透明氢氧化铝液相分散体的应用；所述透明氢氧化铝液相分散体可以用作电子器件、电线电缆、绝缘材料、密封材料等的阻燃添加剂；除此之外，透明氢氧化铝液相分散体还可以用作牙膏磨擦剂、药物添加剂、造纸填充剂，还可以用于催化剂载体的生产等。

本申请发现，制备的纳米氢氧化铝分散体颗粒具有较高的ZETA电位，当两个粒子相互靠近时，由于较高的ZETA电位产生较大的静电斥力，这使得它们相互之间难以发生碰撞或团聚，不用添加任何表面活性剂，即可有利于氢氧化铝颗粒在液相中形成稳定的单分散体。制备纳米氢氧化铝液相分散体的过程包括沉淀反应、恒温老化、过滤、洗涤、再分散等一系列工艺过程，控制好沉淀反应的速度、温度及反应终点pH值是极其重要的。沉淀速度过快，会导致颗粒的粒径分布不均匀，容易引起颗粒间的团聚。低温有利于成核，高温有利于生长，反应温度过高会导致颗粒的粒径增大，而且会降低颗粒的ZETA电位，影响分散体的透明性和稳定性。氢氧化铝属于两性氢氧化物，pH过低会发生酸碱反应，使氢氧化铝颗粒溶解，pH过高会生成偏铝酸根离子，使产品的收率降低。除此之外，老化的温度、时间及洗涤过程也会对分散体的性能产生一定的影响。因此，为了获得透明稳定的纳米氢氧化铝液相分散体，需要对以上条件进行严格的控制。不同分散介质的极性不同，且其对光的散射也不同，因而不同分散介质的纳米氢氧化铝液相分散体在透明度和可见光透过率上会存在一定的差异。

本发明的有益效果如下：

1)现有技术中关于纳米氢氧化铝以及类似易团聚产品的制备，往往通过添加表面活性剂进行表面改性来达到稳定分散的效果。但该做法不仅向产品中引入了杂质，同时由于增加了表面活性剂的添加步骤，以及随后有可能的去除步骤，使得制备过程复杂化，增加生产成本。本发明的透明氢氧化铝液相分散体很好地克服了现有技术中的不足，制备过程中不添加任何表面活性剂即可令制得的氢氧化铝液相分散体达到长期稳定均匀分散的效果。

2)本发明以水或有机溶剂或其混合物为液相介质，通过较高的ZETA电位使氢氧化铝颗粒稳定分散在液相介质中，利用带同种电荷的粒子间的相互排斥作用，减少了相邻粒子间碰撞或团聚的机会，从而形成透明稳定的纳米氢氧化铝液相分散体；本发明的氢氧化铝液相分散体可以观察到明显的丁达尔效应，且产品的分散性及透明性均极好。

3)本发明的透明氢氧化铝液相分散体中的氢氧化铝颗粒粒径小，粒径分布均匀，一维尺寸为1～80nm。

4)本发明制备的透明氢氧化铝液相分散体的固含量可通过改变滤饼和分散介质的质量比进行调控，亦可通过旋蒸等手段进行调节；所得产品长时间静置后(≥12个月)能够保持透明稳定，产品的固含量为1wt％～30wt％；

5)本发明所使用的工艺流程简单、易于操作，原料廉价易得，产品纯度高、质量好，实验可重复性强、易于放大。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例2所得产品的扫描电镜照片。

图2为本发明实施例4所得产品的透射电镜照片。

图3为本发明实施例6所得产品的透射电镜照片。

图4为本发明实施例2、4、6所得透明氢氧化铝液相分散体的照片，从左往右依次是实施例6、4、2所得的透明氢氧化铝液相分散体的照片。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法，包括以下步骤：

1)将3.8g九水合硝酸铝溶于50g乙醇中，制得硝酸铝溶液；

2)将2.2g氢氧化钾溶于30g乙醇中，制得氢氧化钾溶液；

3)将硝酸铝溶液搅拌均匀后，逐滴加入氢氧化钾溶液，控制反应温度为20℃，搅拌速率为300r/min，用氢氧化钾溶液调节并控制反应体系的最终pH值为11；

4)达到反应体系的最终pH值要求后，继续恒温老化1h；

5)将溶液倒出静置1h，将溶液过滤后用水洗涤，得到滤饼；

6)将洗涤后的滤饼超声分散于6.4g水中，即制得透明稳定的氢氧化铝/水相分散体。

所得氢氧化铝/水相分散体澄清透明，泛蓝光，液相介质为水，固含量为10wt％，静置12个月后无沉淀产生，分散体保持透明稳定。经检测可知，所得氢氧化铝/水相分散体颗粒的一维尺寸为2～80nm。

实施例2

一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法，包括以下步骤：

1)将7.2g六水合氯化铝溶于150g水中，制得氯化铝溶液；

2)将3.9g氢氧化钠溶于160g水中，制得氢氧化钠溶液；

3)将氯化铝溶液搅拌均匀后，逐滴加入氢氧化钠溶液，控制反应温度为30℃，搅拌速率为500r/min，用氢氧化钠溶液调节并控制反应体系的最终pH值为8.5；

4)达到反应体系的最终pH值要求后，升温至70℃，老化2h；

5)将溶液倒出静置8h，将溶液过滤后用水和乙醇洗涤，得到滤饼；

6)将洗涤后的滤饼超声分散于41.8g乙醇中，即制得透明稳定的氢氧化铝/乙醇相分散体。

所得氢氧化铝/乙醇相分散体澄清透明，泛蓝光，液相介质为乙醇，固含量为5wt％，静置12个月后无沉淀产生，分散体保持透明稳定。经检测可知，所得氢氧化铝/乙醇相分散体颗粒的一维尺寸为1～80nm，颗粒的ZETA电位为54mv。

图1为本发明实施例2所得产品的扫描电镜照片，从图中可以看出分散体颗粒的粒径≤80nm，且颗粒分散均匀。

实施例3

一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法，包括以下步骤：

1)将34.2g无铁硫酸铝溶于120g甲醇中，制得硫酸铝溶液；

2)将20.7g氢氧化钾溶于60g甲醇中，制得氢氧化钾溶液；

3)将硫酸铝溶液搅拌均匀后，逐滴加入氢氧化钾溶液，控制反应温度为40℃，搅拌速率为450r/min，用氢氧化钾溶液调节并控制反应体系的最终pH值为10；

4)达到反应体系的最终pH值要求后，升温至60℃，老化4h；

5)将溶液倒出静置5h，将溶液过滤后用水和乙酸乙酯洗涤，得到滤饼；

6)将洗涤后的滤饼超声分散于15.6g乙酸乙酯中，即制得透明稳定的氢氧化铝/乙酸乙酯相分散体。

所得氢氧化铝/乙酸乙酯相分散体无色透明，液相介质为乙酸乙酯，固含量为30wt％，静置14个月后无沉淀产生，分散体保持透明稳定。经检测可知，所得氢氧化铝/乙酸乙酯相分散体颗粒的一维尺寸为1～75nm。

实施例4

一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法，包括以下步骤：

1)将4.8g六水合氯化铝溶于100g水中，制得氯化铝溶液；

2)将2.6g氢氧化钠溶于100g水中，制得氢氧化钠溶液；

3)将氯化铝溶液搅拌均匀后，逐滴加入氢氧化钠溶液，控制反应温度为25℃，搅拌速率为550r/min，用氢氧化钠溶液调节并控制反应体系的最终pH值为9；

4)达到反应体系的最终pH值要求后，升温至65℃，老化3h；

5)将溶液倒出静置12h，将溶液过滤后用水和乙二醇洗涤，得到滤饼；

6)将洗涤后的滤饼超声分散于12.1g乙二醇中，即制得透明稳定的氢氧化铝/乙二醇相分散体。

所得氢氧化铝/乙二醇相分散体无色透明，液相介质为乙二醇，固含量为10wt％，静置12个月后无沉淀产生，分散体保持透明稳定。经检测可知，所得氢氧化铝/乙二醇相分散体颗粒的一维尺寸为1～75nm。

图2为本发明实施例4所得产品的透射电镜照片，从图中可以看出分散体颗粒的粒径≤75nm，且颗粒分散均匀。

实施例5

一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法，包括以下步骤：

1)将9.5g九水合硝酸铝溶于120g异丁醇中，制得硝酸铝溶液；

2)将7.8g的25wt％的氨水加入100g异丁醇中，制得氨水混合溶液；

3)将硝酸铝溶液搅拌均匀后，逐滴加入氨水混合溶液，控制反应温度为70℃，搅拌速率为600r/min，用氨水混合溶液调节并控制反应体系的最终pH值为13；

4)达到反应体系的最终pH值要求后，升温至90℃，老化2.5h；

5)将溶液倒出静置3h，将溶液过滤后用水和四氯化碳洗涤，得到滤饼；

6)将洗涤后的滤饼超声分散于6.5g四氯化碳中，即制得透明稳定的氢氧化铝/四氯化碳相分散体。

所得氢氧化铝/四氯化碳相分散体无色透明，液相介质为四氯化碳，固含量为20wt％，静置13个月后无沉淀产生，分散体保持透明稳定。经检测可知，所得氢氧化铝/四氯化碳相分散体颗粒的一维尺寸为2～80nm。

实施例6

一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法，包括以下步骤：

1)将22.1g九水合硝酸铝溶于100g水和200g四氢呋喃的混合溶液中，制得硝酸铝混合溶液；

2)将8.5g氢氧化钠溶于80g水和100g四氢呋喃的混合溶液中，制得氢氧化钠混合溶液；

3)将硝酸铝混合溶液搅拌均匀后，逐滴加入氢氧化钠混合溶液，控制反应温度为35℃，搅拌速率为530r/min，用氢氧化钠混合溶液调节并控制反应体系的最终pH值为8.5；

4)达到反应体系的最终pH值要求后，升温至60℃，老化4h；

5)将溶液倒出静置10h，将溶液过滤后用水和甲苯洗涤，得到滤饼；

6)将洗涤后的滤饼超声分散于24g甲苯中，即制得透明稳定的氢氧化铝/甲苯相分散体。

所得氢氧化铝/甲苯相分散体无色透明，液相介质为甲苯，固含量为15wt％，静置12个月后无沉淀产生，分散体保持透明稳定。经检测可知，所得氢氧化铝/甲苯相分散体颗粒的一维尺寸为1～75nm。

图3为本发明实施例6所得产品的透射电镜照片，从图中可以看出分散体颗粒的粒径≤75nm，且颗粒分散均匀。图4为本发明实施例2、4、6所得透明氢氧化铝液相分散体的照片。

实施例7

一种透明氢氧化铝液相分散体的制备方法，包括以下步骤：

1)将13.6g六水合氯化铝溶于200g乙醚中，制得氯化铝溶液；

2)将12g的50wt％的联氨溶于100g乙醚中，制得联氨混合溶液；

3)将氯化铝溶液搅拌均匀后，逐滴加入联氨混合溶液，控制反应温度为50℃，搅拌速率为550r/min，用联氨混合溶液调节并控制反应体系的最终pH值为11；

4)达到反应体系的最终pH值要求后，继续恒温老化3h；

5)将溶液倒出静置4h，将溶液过滤后用水和环己烷洗涤，得到滤饼；

6)将洗涤后的滤饼超声分散于16g环己烷中，即制得透明稳定的氢氧化铝/环己烷相分散体。

所得氢氧化铝/环己烷相分散体无色透明，液相介质为环己烷，固含量为20wt％，静置14个月后无沉淀产生，分散体保持透明稳定。经检测可知，所得氢氧化铝/环己烷相分散体颗粒的一维尺寸为2～80nm。

实施例8

一种透明氢氧化铝液相分散体的应用，包括如下步骤：

1)预处理原料：将液态环氧树脂E51(环氧值在0.48～0.52mol/100g间)在50℃的条件下真空干燥除水(真空度为-0.15MPa)，真空干燥除水的时间为160min，直到液态的环氧树脂变得透明且没有气泡冒出为止；向预处理后的液态环氧树脂E51中加入甲苯，充分混合，制得环氧树脂原液，其中液态环氧树脂E51与甲苯的质量比为5:1；

2)加入阻燃剂：向环氧树脂原液中加入30wt％的氢氧化铝/甲苯相透明分散体，液态环氧树脂E51与氢氧化铝的质量比为3:1，充分混合，制得环氧树脂/氢氧化铝分散体；

3)制备预聚物：将环氧树脂/氢氧化铝复合物置于混合容器中，在室温下，加入与液态环氧树脂质量相对应的二乙烯三胺固化剂(根据步骤1中液相环氧树脂的量确定)，搅拌30min，使之充分混合，得到预聚物；将预聚物在室温下抽真空脱气5min(真空度为-0.1MPa)，以去除预聚物中的空气和少量的水，制得环氧树脂/氢氧化铝预聚物；

4)预聚物固化：将磨具预热到30℃，随后将环氧树脂/氢氧化铝预聚物浇注到模具中，将模具连同环氧树脂/氢氧化铝预聚物一同抽真空再脱气5min(真空度为-0.1MPa)，脱气后的预聚物在室温下固化3d，然后在100℃下固化2h，得到环氧树脂纳米复合材料(产品)；

5)阻燃性能测试：测试3个空白样品的离火燃烧时间均大于15s，且有明显的滴落现象，测试3个所得环氧树脂纳米复合材料产品的离火燃烧时间均小于3s，燃烧无滴落现象，说明产品的阻燃性能较好。

实施例9

一种透明氢氧化铝液相分散体的应用，包括如下步骤：

1)将3g水性聚氨酯PU成膜物溶于27mL水中制得粘合剂溶液，体系中粘合剂在水中的浓度为10wt％；

2)量取浓度为10wt％的氢氧化铝/水相透明分散体10g，加入到上述粘合剂溶液中，超声分散1h，得到织物涂层原液；

3)将织物浸渍在织物涂层原液中1h后，在150℃下烘干15min即制得成品；

4)分别取三个空白织物样品条和三个涂层织物样品条，测试其离火燃烧时间，空白织物样品条的离火燃烧时间均大于12s，涂层织物样品条均小于4s，说明添加氢氧化铝分散体的涂层阻燃效果较好。

实施例10

重复实施例2，其不同之处仅在于，步骤1)中，将7.2g六水合氯化铝溶于150g乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜中的一种或几种混合液体，制得氯化铝溶液或氯化铝混合溶液；其效果和实施例2相似。

实施例11

重复实施例4，其不同之处仅在于，步骤2)中，将2.6g氢氧化钠溶于100g乙二醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷中的一种或几种混合液体，制得氢氧化钠溶液或氢氧化钠混合溶液；其效果和实施例4相似。

实施例12

重复实施例6，其不同之处仅在于，步骤6)中，将洗涤后的产品超声分散于24g甲醇、二乙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸丁酯、苯、二甲苯、四氢呋喃、正己烷中的一种或几种混合液体，制得相应的透明氢氧化铝液相分散体；其效果和实施例6相似。

对比例1

重复实施例1，其不同之处仅在于：步骤(3)中，将碱液加入到铝盐溶液中进行反应，得反应液后，再往反应液中加入70mg表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基硫酸钠。将所得产物静置1周后开始出现沉淀，分散体逐渐变得浑浊。由此可以看出，加入表面活性剂后对本发明不仅没有效果上的提高，反而起到反作用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (18)

1.一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于：由液相介质和纳米氢氧化铝颗粒组成，所述纳米氢氧化铝颗粒均匀地分散在液相介质中；所述分散体的固含量为1 wt% ~ 30wt%；所述纳米氢氧化铝颗粒的一维尺寸为1 ~ 80 nm；所述液相介质是水、有机溶剂、与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物；液相介质中所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二甲基亚砜、四氯化碳、正己烷、环己烷；

所述透明氢氧化铝液相分散体的制备方法由如下步骤组成:

1）将铝盐溶于水、有机溶剂、与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物中，制得铝盐溶液；

2）将碱溶于水、有机溶剂、与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物中，制得碱液；

3）将碱液加入到铝盐溶液中进行反应，得反应液；

4）将反应液进行恒温老化处理；

5）将恒温老化处理后的反应液静置、过滤并洗涤，得到滤饼；

6）将滤饼分散在水、有机溶剂、与水互溶的有机溶剂和水的混合物或不同有机溶剂的混合物中，得到产物。

2.根据权利要求1所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，所述铝盐选自下列物质中的一种或多种：硝酸铝、氯化铝、硫酸铝。

3.根据权利要求2所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，所述铝盐溶液的浓度为1 wt% ~ 25 wt%。

4.根据权利要求2所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，所述铝盐溶液的浓度为1 wt% ~ 15wt%。

5.根据权利要求2所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，所述铝盐溶液的浓度为1 wt% ~ 5wt %。

6.根据权利要求1或2所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤1）中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二甲基亚砜。

7.根据权利要求1所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤2）中，所述碱选自下列物质中的一种或多种：氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、联氨。

8.根据权利要求7所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，所述碱液的浓度为1 wt% ~ 30 wt%。

9.根据权利要求7所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，所述碱液的浓度为1 wt% ~ 20 wt%。

10.根据权利要求7所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，所述碱液的浓度为1 wt% ~ 10 wt%。

11.根据权利要求1或7所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤2）中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、正己烷、环己烷。

12.根据权利要求1所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤4）中，老化处理的温度为20 ~ 90 ℃。

13.根据权利要求1所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤4）中，老化处理的温度为30 ~ 80 ℃。

14.根据权利要求1所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤4）中，老化处理的温度为40 ~ 70 ℃。

15.根据权利要求1所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤4）中，老化处理的时间为0.5 ~ 6 h。

16.根据权利要求1所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤4）中，老化处理的时间为1 ~ 5 h。

17.根据权利要求1所述的一种透明氢氧化铝液相分散体，其特征在于，步骤4）中，老化处理的时间为1 ~ 4 h。

18.如权利要求1~17任一所述的透明氢氧化铝液相分散体作为阻燃添加剂、牙膏磨擦剂、药物添加剂、造纸填充剂及催化剂载体的应用。