了解硅灰石表面改性方法及工藝

/了解硅灰石表面改性方法及工藝硅灰石是一種鈣的偏硅酸鹽礦物，常呈白色和灰白色，玻璃光澤到珍珠光澤。因其無毒、耐化學腐蝕、熱穩(wěn)定性及尺寸穩(wěn)定性良好、力學性能及電性能優(yōu)良以及具有補強作用等優(yōu)點，廣泛用作高聚物基復合材料的加強填料。但是硅灰石粉體與高聚物基料的相容性差，因而直接加分散性不好，經(jīng)過表面改性處理后，可改進與高聚物基料的相容性，加強其補強作用，使填充的高聚物基復合材料的力學性能更佳。一、硅灰石改性方法硅灰石的表面改性一般有偶聯(lián)劑表面改性、機械力表面化學改性和表面無機包覆法。二、硅灰石改性工藝硅灰石改性重要有兩種工藝，分別為濕法改性和干法改性，工藝流程圖如下：濕法改性工藝流程干法改性工藝流程三、硅灰石常用的表面改性劑：目前，硅灰石常用的表面改性劑重要有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯和鋁酸酯偶聯(lián)劑、表面活性劑及甲基丙烯酸甲脂等。1、硅烷偶聯(lián)改性硅烷偶聯(lián)改性是硅灰石粉體常用的表面改性方法之一。一般采納干法改性工藝，偶聯(lián)劑的用量與要求的覆蓋率及粉體的比表面積有關。用氨基硅烷處理硅灰石時，用量為硅灰石重量的0.5%左右；甲基丙烯含氧硅烷的用量為硅灰石重量的0.75%，這二種改性產(chǎn)品分別填充尼龍6和聚酯代替30%的玻璃纖維可顯著提高制品的力學性能。2、表面活性劑改性用硅烷偶聯(lián)劑處理硅灰石，可大大改善其與聚合物的相容性，加強填充效果，但硅烷偶聯(lián)劑改性生產(chǎn)成本較高。因此，在某些應用條件下，可用較便宜的表面活性劑，如硬脂酸（鹽）、季胺鹽、聚乙二醇、高級脂肪醇聚氧乙烯醚（非離子型表面活性劑）等對硅灰石粉進行表面改性處理。這些表面活性劑通過極性基團與顆粒表面的作用，覆蓋于顆粒表面，可大大加強硅灰石填料的親油性。3、有機單體聚合反應改性有機單體在硅灰石粉體/水懸浮液中的聚合反應試驗結(jié)果表明，其聚合體可以吸附于顆粒表面，這樣既更改了硅灰石粉體的表面性質(zhì)，有不影響其粒徑和白度。將此硅灰石粉體作涂料的填料，可降低涂料的沉降性和加強分散性。目前選擇在硅灰石粉體/水懸浮液中進行聚合反應的單體是甲基丙烯酸甲酯。四、硅灰石改性影響因素：1、改性劑種類和用量改性劑種類和用量是影響改性效果的緊要因素。以硬脂酸為例，改性劑用量對改性效果的影響效果如下。隨著改性劑用量的不斷加添，改性硅灰石在苯中的沉降高度也隨之變大。當改性劑用量為1.5%時，沉降高度最大，也就是說此時的改性效果為最佳。隨后加添改性劑的用量，改性效果反而變差。改性劑用量與沉降高度的關系2、改性時間以1.5%的硬脂酸為改性劑，保持其他條件不變，討論改性時間的影響。試驗發(fā)覺改性時間為15分鐘時改性效果明顯優(yōu)于10分鐘的改性效果。但隨著時間的進一步增長改性時間，改性效果反而下降，而且比較明顯。3、改性溫度溫度對濕法改性的效果也有很大的影響。適當?shù)臏囟扔欣诟男詣┰谒械姆稚?，但溫度過高反而會降低改性效果。4、礦漿濃度濕法改性時礦漿濃度也是影響硅灰石改性效果的緊要因素。合理的