硅酸铝钠的应用与制备

背景及概述^[1]

硅酸铝钠白色无定形细粉或小珠，无臭无味。硅酸铝钠用于塑料、涂料、橡胶、造纸等行业。硅酸铝钠对眼睛和皮肤有刺激性。GB9685—2008中规定纸中的使用量为2.0%；塑料(PE、PP、PS、AS、ABS、PA、PET、PC)、橡胶中按生产需要适量使用。硅酸铝钠主要通过火山熔岩与NaOH反应合成制得，但该方法制得的产品杂质含量较高，需要复杂的提纯过程才能达到市场要求。

应用^[2-3]

硅酸铝钠是一种极细的无定形结构颗粒，广泛用于涂料、油墨、塑料、橡胶、皮革、印染、造纸等工业部门，并且，新的应用领域还不断出现，如环保行业等。随着市场需求的不断扩大，硅酸铝钠的产量逐年增加。

1）制备一种硅酸铝钠改性的苯基硅橡胶复合材料，所述硅酸铝钠改性的硅橡胶复合材料，按重量份数计算，其制备所用原料由100份甲组份，1-5份乙组分，0.1-3份改性的硅酸铝钠，1-5份催化剂组成。其制备方法即将改性的硅酸铝钠加入溶剂中，得含改性的硅酸铝钠溶液；然后将甲组份加入其中，再加入乙组份和催化剂，依次搅拌、真空抽气，得到混合液倒入模具中，然后再依次真空抽气、固化反应，即得具有良好的力学、导热性能及电绝缘性能的硅酸铝钠改性的苯基硅橡胶复合材料，最终导热系数可达0.284-0.546-W/(m·K)，介电常数为1.64-2.64，拉伸强度为0.58-0.68Mpa。

2）制备一种耐高温阻燃塑料薄膜，所述耐高温阻燃塑料薄膜由以下重量份数的原料组成：丙酸丁酯25-35份，聚丙烯树脂50-65份，对羟基苯甲酸乙酯20-35份，聚酮树脂10-20份，过氧化二异丙苯5-10份，苯氧乙醇12-18份，阻燃剂2-6份，亚磷酸脂类稳定剂3-6份，硬脂酸镁2-5份，聚乙烯蜡3-9份，硅酸铝钠3-12份，硅藻土3-7份，二氧化硅1-5份，油酸酰胺2-7份，脂肪酸聚氧乙烯酯10-25份，磷酸氢钙2-8份，聚乳酸22-33份。本发明中的耐高温阻燃塑料薄膜具有很好的耐高温性、阻燃性，能够更好的满足使用要求。

制备^[1,4]

1.单硅酸铝钠固体粉末合成

在反应釜中，首先加入120‑300目的Al(OH)3粉末、硅酸钠水溶液和少量NaOH催化剂，氢氧化铝与硅酸钠摩尔比为0.5；氢氧化钠与氢氧化铝的摩尔比为2.0。加热到120℃温度，并维持反应2小时，产生单硅酸铝钠固体沉淀，过滤，得单硅酸铝钠固体沉淀。

2.二硅酸铝钠固体粉末合成

取单硅酸钠钠固体分散于水中，加入无机酸溶液调节酸碱度，pH＝3，再加入与单硅酸铝钠等摩尔量的硅酸钠溶液，维持10℃反应72小时，停止反应后，过滤得到二硅酸铝钠固体粉末。

3.一种分解长石制备硅酸铝钠的方法，包括以下步骤：

（1）将原料长石矿研磨至细度为-50~-400目（优选-100~-300目）的长石矿粉；

（2）将步骤（1）所得的长石矿粉，与浓度为20wt%~60wt%（优选30wt%~40wt%）的强碱溶液按质量比为1.0：0.5~2.5的比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，反应温度为100℃~300℃（优选200℃~250℃)，压力为0.1MPa~6MPa（优选2MPa~4MPa)，反应时间为0.8h~24h（优选1h~8h)；

（3）将步骤（2）反应得到的物料，加入相当于原料长石矿粉重量0.5~10倍的淡水中或返回母液中进行溶浸，搅拌0.4~24h（优选0.5h~8h)；

（5）向步骤（4）得到的固相中，加入质量浓度为5wt%~50wt%的酸液进行溶解，酸液的用量为固相重量的1~10倍，使硅、铝进入液相；

（6）将步骤（5）所得溶液加到质量为溶液重量0.1~10倍的硅酸钠溶液中，室温反应0.4h~24h（优选0.5h~4h）；

（7）将步骤（6）反应后的物料进行固液分离，所得固体在80℃~300℃干燥，即得到硅酸铝钠产品；所得母液返回步骤（3）作为溶浸液使用。

主要参考资料

[1] CN201410065830.2一种分解长石制备硅酸铝钠的方法

[2] CN201510235099.8一种硅酸铝钠改性的苯基硅橡胶复合材料及制备方法

[3] CN201710904530.2一种耐高温阻燃塑料薄膜及其制备方法

[4] CN201010284879.9一种具有玉石特性的硅酸铝钠晶体的合成方法