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滑石粉为什么要进行表面改性?有哪些方法?

发布来源:  发布日期: 2023-06-08  访问量:203

滑石粉广泛应用于各个行业。作为一种无机填料,可以提高产品的刚度、强度、硬度和润滑性。随着现代工业的发展和需求,滑石粉的性能要求越来越高,尤其是超细滑石粉。

■ 为什么滑石粉要进行表面改性?

滑石粉表面有机化处理与其它非金属矿物粉一样,也是非常必要的。这是因为滑石粉表面含有亲水基团,表面能量高。作为无机填料和有机聚合物分子材料,化学结构和物理形态差异很大,缺乏亲和力。需要对滑石粉颗粒进行表面处理,以提高滑石粉与聚合物的界面结合力,提高滑石粉颗粒与聚合物的均匀分散和相容性。

此外,超细滑石粉应用于涂料中。由于其表面积大,需要的润湿分散体越多,不易分散,影响涂料的性能。目前,许多制造商没有或只对一些乳胶漆中吸油率高的滑石粉进行简单的表面处理,因此其应用受到极大限制。

■ 滑石粉表面改性方法

滑石粉改性的机制是利用一些带有两性基团的小分子或聚合物化合物对复合物中的一种或两种进行表面改性,以便更好地结合两种物质。

(1)表面覆盖改性法

表面覆盖改性法是在颗粒表面覆盖表面活性剂或偶联剂,使表面活性剂或偶联剂以吸附或化学键的形式与颗粒表面结合,赋予颗粒新的性质,提高颗粒与聚合物的相容性。

这种方法是目前较常用的方法。大致可以理解为:鉴于滑石粉与聚合物亲和力低的缺点,用两性基团的表面活性剂覆盖颗粒,亲水基团面向颗粒表面,亲油基团面向外部,好,达到改性目的,扩大滑石粉的应用范围。

Liu滑石粉表面处理采用一系列磷酸酯偶联剂,改性后的滑石粉分散性明显提高,当磷酸酯用量为0时.5%时,复合材料的抗张强度显著增强。

Ramos硅烷偶联剂用于改性滑石粉。结果表明,添加硅烷偶联剂改性的滑石粉可以显著提高基体的力学性能。随着滑石粉量和聚丙烯量的增加,材料的弯曲性能提高。当基体中聚丙烯含量为50%时,抗张强度基本不受填料含量的影响。

(2)机械化学法

该方法是通过粉碎、摩擦等方法使较大的颗粒变小,增强颗粒的表面活性,即提高其表面吸附能力,简化工艺,降低成本,更容易控制产品质量。

超细粉碎是材料深加工的重要手段,其主要目的是为现代工业提供高性能的粉末产品。这个过程不是简单的材料粒度降低,它包含了许多复杂的粉末材料性质和结构变化,机械化学变化。

杨华明研究了滑石粉超细粉碎过程中物理化学性质的变化,并讨论了物理化学性质变化的相关机制。研究表明,经过超细粉碎后,滑石粉的表面活性增强,热效应提高,白度提高,粉末性质的变化与超细粉碎过程中的热力学特性密切相关。

异丙基钛酸酯等。(NDZ-201)对滑石进行改性气流粉碎,发现改性气流粉碎不仅对滑石具有明显的改性粉碎效果,而且能平衡颗粒表面的不饱和键力,使粉碎良好,改性剂的研磨效果也能提高超细粉碎效率。

(3)外膜层改性法

外膜层改性是将聚合物均匀地覆盖在颗粒表面,从而赋予颗粒表面新的性质。

左建华等用TDI(甲苯二异氰酸酯)HPA对无机颗粒滑石粉进行表面处理。与传统的滑石粉颗粒填充物相比,涂层滑石粉填充聚合物材料后,其较大拉伸强度和冲击强度显著提高,提高率分别达到136%和162%。可用作新型强韧填充改性剂PVC电缆料。

(4)其它改性方法

除上述方法外,还包括局部活性改性、高能表面改性等。

局部活性改性利用粒子表面接枝上的一些化学反应,使无机粒子与聚合物具有更好的相容性,从而达到无机粒子与聚合物复合的目的。

高能表面改性是利用高能放电、等离子射线、紫外线等产生的巨大能量对颗粒表面进行改性,使其表面具有活性,提高颗粒与聚合物的相容性。

随着人们对滑石粉特性认识的逐渐加深,滑石粉在涂料、塑料等行业的应用将继续扩大。由于改性高档滑石粉的生产能力远低于国内外市场的需求,滑石粉的合理改性越来越受到重视。

因此,在熟悉滑石粉各种理化性能及其在各行业的应用特点的同时,不断总结实验和生产应用,探索创新,利用高科技手段扩大中低产品深加工,开发高附加值产品,创造滑石行业和涂料加工行业的双赢局面。


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