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表面改性剂品种用量用法介绍万芳香蕉

2020-02-14 12:15:55  元鸣机械网

填料的表面改性剂按照物质结构与特性来划分,可以分为表面活性剂、偶联剂、有机物高分子、无机物四大类。下面贤集网小编简单介绍下表面改性剂品种、用量、用法介绍。

1、表面改性剂品种

(1)尽可能选择能与粉体颗粒表面进行化学反应或化学吸附的表面改性剂,因为物理吸附在其后应用过程中的强烈搅拌或挤压作用下容易脱附。

硅烷偶联剂可以与石英、长石、云母、高岭土等呈酸性的硅酸盐矿物表面进行键合,形成较牢固的化学吸附。但硅烷偶联剂一般不能与碳酸盐类碱性矿物进行化学反应或化学吸附,因此,硅烷偶联剂一般不宜用作轻质碳酸钙和重质碳酸钙的表面改性,而钛酸酯和铝酸酯类偶联剂则在一定条件下和一定程度上与碳酸钙发生化学吸附作用。

(2)不同的应用领域对粉体应用性能的技术要求不同,如表面润湿性、分散性、pH值、遮盖力、耐候性、光泽、抗菌性、防紫外线等,这就是要根据用途来选择表面改性剂品种的原因之一。

用于各种塑料、橡胶、胶黏剂、油性或溶剂型涂料的无机粉体(填料或颜料)要求表面与有机高聚物基料有良好的亲和性或相容性,这就要求选择能使无机粉体表面亲有机高聚物的表面改性剂。

对于水性漆或涂料中使用的无机粉体的表面改性剂则要求改性后粉体在水相中的分散性、沉淀稳定性和配伍性好。

(3)不同应用体系的组分不同,选择表面改性剂时就需要考虑与应用体系组分的相容性和配伍性,避免因表面改性剂而导致体系中其他组分功能的失效。

(4)选择表面改性剂时要考虑应用时的工艺因素,如温度、压力以及环境因素等。所有的有机表面改性剂都会在一定的温度下分解,如硅烷偶联剂的沸点依品种不同在100-310℃之间变化,因此,所选择的表面改性剂的分解温度或沸点最好高于应用时的加工温度。

(5)改性工艺也是选择表面改性剂的重要考虑因素之一。例如碳酸钙干法表面改性时可以用硬脂酸(直接添加或用有机溶剂溶解后添加均可),但在湿法表面改性时,如直接添加硬脂酸,不仅难以达到预期的表面改性效果(主要是物理吸附),而且利用率低,过滤后表面改性剂流失严重,滤液中有机物排放超标。

因此,对于不能直接水溶而又必须在湿法环境下使用的表面改性剂,必须预先将其皂化、铵化或乳化,使其能在水溶性中溶解和分散。

2、表面改性剂用量

一般情况下,粉体的比表面积越大,改性剂的用量也越大。理论上改性剂的用量以能在无机粉体表面形成改性单分子膜最为合适,用量不足会是粉体颗粒表面得不到充分覆盖及活化;用量过多,既增加成本,又使多余的改性剂游离于填充体系内,影响复合材料的使用性能。

对于湿法改性,表面改性剂在粉体表面的实际包覆量不一定等于表面改性剂的用量,因为总有一部分表面改性剂未能与粉体颗粒作用,在过滤时就流失掉了。因此,实际用量要大于达到单分子层吸附所需的用量。

3、表面改性剂用法

表面改性剂的用法包括配制、分散和添加方法以及使用两种以上表面改性剂的加药顺序。

(1)配制方法

不同的表面改性剂需不同的配制方法,如硅烷偶联剂与粉体表面起键合作用的是硅醇,因此,要达到好的改性效果(化学吸附)最后在添加前进行水解。

对于使用前需要稀释和溶解的有机表面改性剂,如钛酸酯、铝酸酯、硬脂酸等应采用相应的有机溶剂,如无水乙醇、甲苯、乙醚、丙酮等进行稀释和溶解。

(2)添加方法

为了使表面改性剂的高度分散和表面改性剂在粉体表面的均匀包覆,最好采用与粉体给料速度联动的连续喷雾或滴(添)加方式,当然只有采用连续式的表面改性机才能做到连续添加。

(3)添加顺序

在选用两种以上的表面改性剂时,加药顺序对最终改性效果也有一定的影响。在确定其添加顺序时,首先要分析表面改性剂各自所起的作用和与粉体表面的作用方式(是物理吸附还是化学吸附),一般来说,先加起主要作用和以化学吸附为主的表面改性剂,后加起次要作用和以物理吸附为主的表面改性剂。

例如混合使用偶联剂和硬脂酸时,应先加偶联剂,后加硬脂酸,因为添加硬脂酸的主要目的是强化粉体的疏水性以及减少偶联剂的用量,降低改性作业的成本。

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