我国超细氢氧化铝的发展现状及未来展望

任云翔

（内蒙古鑫旺再生资源有限公司 内蒙古 鄂尔多斯 014300）

超细氢氧化铝是一种无毒无味的白色粉末，具有耐热、不挥发、抑烟等优点，是化学品氧化铝的生产原料。世界上化学品氧化铝产量占冶金级氧化铝产量的10%左右，近年来我国化学品氧化铝发展迅猛，已经成为世界化学品氧化铝的生产大国和应用大国，但我国化学品氧化铝产量只占冶金级氧化铝产量的5%左右[1]，说明我国化学品氧化铝仍有较大的增长潜力。超细氢氧化铝是目前使用量最大的阻燃剂，随着WEEE法规、ROHS法规、REACH法规等的出台和完善，阻燃行业得到迅速发展。2018年用于低烟无卤阻燃电缆材料的超细氢氧化铝已达到40万吨。未来，随着市场对安全环保的需求增加，阻燃用超细氢氧化铝行业将进一步得到发展。

1 超细氢氧化铝的主要生产方法

由于下游用户对超细氢氧化铝的质量指标要求不同，超细氢氧化铝也有不同的制备方法，但总的来说分为物理法和化学法两大类。

（1）物理法。物理法就是通过球磨机、振动磨、气流磨等的粉碎，使氢氧化铝固体料块或粒子发生变形而破裂，产生更细微的颗粒，随后根据需要，再通过表面改性提升性能。该工艺一般以氧化铝厂粗颗粒氢氧化铝为原料，经气流磨解聚和气流分级处理制备超细氢氧化铝。物理法具有成本低、产量大、流程简单的特点，但产品粒度分布范围较宽，颗粒形貌不规整，其白度及纯度取决于氢氧化铝原料，适用于对产品纯度、粒度和形貌要求较低的领域。

（2）化学法。化学法又分为种分法、微乳液法、金属醇盐法、超重力法、固相法等。其中种分法主要是通过向铝酸钠溶液中添加活性种子，结晶析出氢氧化铝，也被称作拜耳法，是目前超细氢氧化铝产品的主要生产工艺。其活性种子的制备一般是通过化学中和法，如碳分法、磷酸法、硫酸铝法、硝酸铝法、小苏打法等。也有采用将氢氧化铝湿磨粉碎后作为活性种子的工艺，其种子比率为8%左右。微乳液法通常用表面活性剂、助剂、溶剂和水制成乳液，以被油包覆的水核作为制备微粒的“微型反应器”。微乳液具有超低界面张力和很高的增溶能力等性能，因而晶体的生长过程易于控制，而且微乳液球包裹住晶体颗粒，有效阻止了纳米颗粒的团聚。因而该法制得的超细氢氧化铝具有产品粒度、形貌可控等优点，但由于工艺复杂、有机物回收困难、成本较高，目前尚未实现工业化生产。金属醇盐法机理分为两步：铝盐和醇盐在水中水解，其-OR基团先水解生产成-OH，接着氢氧化铝再以沉淀形式析出。该方法制备过程简单，制得的样品粒径可控、分布均匀，可连续操作，但粉体在制备和干燥过程中离子团聚显著，且反应原料贵、成本高，限制了其应用范围。超重力法利用超重力环境，使不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程得到极大强化，且设备可产生较高的离心加速度，分解液与用于中和的原料分别从不同的通道进入旋转床，在高速旋转的填料中接触反应后，制备出超细氢氧化铝，该法反应时间短，工艺控制简单，但对设备要求高、成本高，难以产业化。固相法是将金属盐或金属氧化铝按配方充分混合，经扩散、反应、成核、生长得到超细氢氧化铝。该法操作方便、合成工艺简单，但工艺放大较困难，目前还处于实验室研究阶段，有待进一步完善。

2 超细氢氧化铝主要提供商产品性能指标情况

超细氢氧化铝国内外市场主要供应商有：雅宝公司（已被邱博公司收购）、邱博公司（Huber Corp)、德国Nabal tec、日本昭和电工、日本住友化学、中国铝业、洛阳中超新材料等，其代表产品分别是104LEO、Micral 9400、APYRAL60、H-42M、H-WF-01、AH-01 DG。近年来，随着国内企业对技术研发的重视，目前国内产品在物理指标如吸油值、失水温度、熔融指数、白度、比表面积上已达到国际同类先进水平，其中中铝产品的白度指标、洛阳中超新材料产品的吸油值指标甚至已优于国际同类产品。

3 超细氢氧化铝的主要应用

（1）超细氢氧化铝在电线电缆行业的应用。超细氢氧化铝作为无机阻燃剂，具有无毒、不挥发、价廉、阻燃、消烟、填充和在燃烧时无二次污染等优点，可有效提高聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等有机合成材料的氧指数，在电线和电缆及光缆材料中的填充量达到120%～200%。

随着人们环保意识和对阻燃标准要求的提高，阻燃电线电缆的市场越来越大，同时随着5G网络建设步伐的加快，对阻燃型光纤和光缆的需求将持续增加。

（2）超细氢氧化铝在电器保温绝缘发泡材料中的应用。超细氢氧化铝添加到聚氨酯发泡材料中，起到阻燃和保温的作用，在空调及冰箱中应用广泛。随着中国城镇化步伐加快和亚洲区域经济的不断融合以及一带一路作为世界经济新的发展引擎，对家电器等用品的需求量将不断增大。同时，超细氢氧化铝在建筑保温用发泡材料和工业设备、管道等保温发泡材料的应用也十分广泛。

（3）超细氢氧化铝在化学品氧化铝行业的应用。化学品氧化铝的下游产品如：超细a-氧化铝、片状氧化铝、勃姆石等行业需要原料稳定、粒度分布集中、杂质含量（Fe2O3、SiO2、Na2O）低的超细氢氧化铝作为产品质量和特殊功能保证的前提，对超细氢氧化铝的需求量随着相关产业的发展而逐步提高。

（4）超细氢氧化铝在其它行业的应用。氢氧化铝作为胃酸中和剂、医药佐剂在医药行业得到广泛应用；同时超细氢氧化铝作为颜料能提高涂布纸的白度、不透明度、平滑度和吸油墨性，能取代部分钛白粉节约成本，但国内还处于推广阶段。

4 超细氢氧化铝的发展趋势

（1）超细氢氧化铝的超微细化。氢氧化铝的超微细化增加了氢氧化铝的表面积，使粒子表面蒸气压降低，明显增强阻燃效果，同时提高材料制品的力学性能和耐热性能。美国已研制出平均粒径小于0.2μm的超细氢氧化铝，这种超细氢氧化铝不仅能提高阻燃性能，而且使体系力学性能提高。

（2）超细氢氧化铝的高纯化。超细氢氧化铝在结晶过程中夹杂的氧化铁和氧化钠等杂质造成下游产品的绝缘性能降低，另外氧化钠还影响氢氧化铝的初始热分解温度。氧化钠含量越低，产品的热稳定性越好，产品具有更好的加工性能。因此超细氢氧化铝化学成分的高纯化，尽可能减少超细氢氧化铝中的杂质，成为一种趋势。

（3）超细氢氧化铝的晶体形貌一致化和粒度分布集中化。氢氧化铝颗粒的晶体形貌影响产品的填充性能和应用性能，不同的应用领域对产品的形貌有不同要求，大多数行业需要表面光滑、球形度高的氢氧化铝产品，而有一些行业需要采用片状氢氧化铝，还有一些行业希望添加纤维状的氢氧化铝来提高复合后产品的机械强度和阻燃性能。因此，高度一致化的形貌特征成为追求的目标。

5 结论

（1）我国已成为超细氢氧化铝的生产大国和使用大国。我国超细氢氧化铝仍有较大的发展空间。

（2）超细氢氧化铝逐步脱离氧化铝工业流程，走工业氢氧化铝重溶等专业化生产道路，已成为一种趋势。

（3）超细氢氧化铝的应用范围逐步扩宽，对产品质量的要求将越来越高。