粉体改性剂对滑石粉表面改性方法及作用
无机粉体表面改性的目的、原理及方法及改性剂的选择
无机粉体表面改性的目的、原理及方法及改性剂的选择
虽然无机粉体表面改性的目的因应用领域的不同而异，但总的目的是通过粉体改性剂改善或提高粉体材料的应用性能或赋予其新的功能以满足新材料、新技术发展或者新产品开发的需要。
无机粉体改性的目的是什么呢
1.使无机矿物填料由一般增量填料变为功能性填料；
2.提高涂料或油漆中颜料的分散性并改善涂料的光泽、着色力、遮盖力和耐候性、耐热性和保色性等；
3.在无机/无机复合粉料中，提高无机组分，特别是小比例无机组分在大比例无机组分中的分散性，如陶瓷颜料和多相陶瓷材料；
4.通过对层状粉体进行插层改性，制备新型的层间插层矿物材料；
5.对于吸附和催化材料，提高其吸附和催化活性以及选择性、稳定性、机械强度等性能
6.超细和纳米粉体制备中的抗团聚；
粉体表面改性的原理和方法
1.表面或界面性质与其应用性能的关系
2.表面或界面与表面改性剂或者处理剂的作用机理和作用模型
3.各种表面改性方法的基本原理或者理论基础，包括表面改性处理过程中的热力学和动力学，模拟和化学计算等。
粉体表面AS(三乙氧基癸酰基硅烷)处理技术
粉体表面AS（三乙氧基癸酰基硅烷）处理技术金华彩纳科技有限公司摘要：本文主要介绍粉体表面AS（三乙氧基癸酰基硅烷）处理技术在化妆品中的应用和发展。
关键词：TiO2CR-50、Talc46R AS、色粉、表面处理、三乙氧基癸酰基硅烷近年来，随着化妆品技术和要求不断提高，表面处理的粉体在化妆品中得到了越来越广泛的应用。
表面处理的方法很多，小石真纯他将粉体表面改性方法分为六类，1.表面覆盖改性，利用表面活性剂使高分子、无机物、有机物覆盖于粉体表面，达到表面改性；2.表面化学改性，利用表面改性剂与粉体进行化学反应或者化学吸附的方式完成，使其表面产生新的机能；3机械化学法改性，通过粉体粉碎、磨碎、摩擦等方法增强粒子的表面活性，具有强活性的粉体表面与其它物质发生反应，附着达到表面改性的目的。
4.胶囊改性，在粉体表面附上一层或者多层均匀的其他物质的薄膜，使粉体的表面得到改性。
5.高能处理改性，利用电晕放点、紫外线、等离子束等对粉体表面进行改性。
6.沉淀法，利用化学反应并将生成物沉积在粉体表面，形成一层或者多层改性的方法。
化妆品中常用的粉体包括钛白粉、滑石粉、硅粉、云母粉、氧化铁颜料等。
以下主要介绍AS（三乙氧基癸酰基硅烷）表面处理技术及其应用。
(1)以TiO2CR-50AS为例As表面处理粉体是目前使用最为广泛的表面处理方法，大量应用在粉饼、BB霜、眼影、粉底液等产品中。
AS处理的粉体是在粉粒子的表面化学键结合了三乙氧基癸酰基硅烷分子，应用在硅油体系中能达到非常好的使用效果。
未处理：没有经过AS处理的粉体，容易聚结增加了配伍的难度，不防水防汗，使用在产品中容易落妆，亲油性能力差，容易出现油光而且妆容不够持久厚重不自然，在粉饼应用中可压性很弱，容易出现粉屑，甚至脆裂。
处理后：例如TiO2CR-50AS中每一个初始粒子都通过OMC过程应用2%三乙氧基癸酰基硅烷包覆。
AS处理后防水性得到了最大程度的改观，表面防水性能大于硅油处理的粉体。
AKD对滑石粉和绢云母的改性效果与作用机理
AKD对滑石粉和绢云母的改性效果与作用机理杨德清;刘温霞【摘要】用AKD改性滑石粉和绢云母,滑石粉对AKD的吸附量和改性后的疏水性均大于绢云母,且在AKD与填料的质量比较高的情况下,改性滑石粉的施胶效果好于改性绢云母的.AKD吸附于滑石粉和绢云母上,不降低施胶效果,并显著提高纸张抗张强度.利用FT-IR、XPS等手段就AKD对填料改性机理的分析表明,AKD通过物理吸附沉积在滑石粉和绢云母土.在改性填料悬浮液的放置过程巾,吸附于绢云母上的AKD比吸附于滑石粉上的水解速度慢,且其内酯环基团与绢云母表面的活性基团发生了某种化学结合.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2010(029)004【总页数】7页(P1-7)【关键词】AKD;填料;改性;FT-IR;XPS【作者】杨德清;刘温霞【作者单位】山东轻工业学院造纸科学与技术省部共建教育部重点实验室,山东济南,250353;山东轻工业学院造纸科学与技术省部共建教育部重点实验室,山东济南,250353【正文语种】中文【中图分类】TS753.9填料表面改性是指用物理、化学、机械等方法对填料表面进行处理,根据实际需要有目的的改变填料表面的物理化学性质,如表面晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附和反应特性等,以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。
目前,造纸工业常用的填料主要包括滑石粉、碳酸钙及高岭土等无机填料。
这些无机填料可以提高纸料的滤水性能,降低纸张生产过程中的能耗,改善纸张的光学性能、平滑度和印刷适性。
但同时也会影响纤维间的氢键结合、并吸附大量施胶剂,降低纸张强度和施胶剂的施胶效率[1]。
填料作为硬度远高于纤维素纤维的填充材料,还会增加抄纸设备的磨损[2]。
碳酸钙填料的碱性特质用于酸性抄纸体系中也会分解释出二氧化碳和钙离子而影响纸机的运行并产生各种纸病。
因此,为充分发挥填料的优势,降低其不利影响,适应各种纸张的加填要求,填料改性已经成为造纸科学研究中的重点领域之一,如为减少造纸填料碳酸钙在机械浆中加填时的分解而进行的酸稳定改性[3-5];为降低填料对纸张强度的不利影响而进行的淀粉、壳聚糖、纤维素及其衍生物、聚乙烯醇等水溶性聚合物包覆改性[6-9];为提高填料留着率而进行的填料阳离子化改性[10];为提高加填纸张的施胶性能而进行的淀粉-脂肪酸包合物改性[11];将施胶与加填合二为一的填料疏水改性[12-15]等。
硅微粉滑石粉碳酸钙硫酸钡粉体资料
改性碳酸钙所谓改性碳酸钙系指将重质碳酸钙或轻质碳酸钙表面进行活化处理制得, 不但疏水化而且活性化。
改性碳酸钙分子式为CAC03, 分子量100.09, 别名胶体碳酸钙, 日本商品名称为白艳华，也称活性碳酸钙。
一、改性碳酸钙的性质活性碳酸钙是极细微的白色粉末, 无臭、无味, 粒子近似球体, 粒径0.1um以下, 因粒子表面吸附了一层脂肪皂, 故具有胶体活化性能是优良的白色补强性填料。
溶于水, 遇酸分解, 灼烧时变成焦黑色, 放出二氧化碳并生成氧化钙。
二、改性碳酸钙的应用改性碳酸钙是目前用途广泛的填充剂, 应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、印刷、电缆、制革、医药和食品等工业。
其用性能大大优于普通碳酸钙、广泛应用于PVC电缆料、合成革、聚乙烯薄膜, 泡沫塑料拖鞋等制品的填充料。
用活性碳酸钙填充的塑料制品,能提高耐冲性能。
活性碳酸钙做橡胶补充剂, 加入到橡胶制品中, 其机械性能明显提高, 如抗撕裂强度可提高一倍以上,屈挠次数可提高5-6倍, 因此活性碳酸钙既是橡胶的填料, 又是橡胶的补强剂。
在我国, 橡胶工业是碳酸钙的最大用户, 年用量为碳酸钙总量的一半以上。
活性碳酸钙的白度、细度好, 用于造纸、涂料工业, 可提高纸张、涂料的质量。
此外活性碳酸钙还可用作中、高档油墨的填料, 光泽度、透明度好,分散性和流动性均能达到高档油墨填料的要求。
三、改性碳酸钙生产工艺改性碳酸钙的生产工艺与生产轻质碳酸钙大致相同, 但在碳化这一工序中应严格控制条件, 使生成微细的碳酸钙颗粒, 再用活化剂进行表面处理。
即将石灰石与煤混合, 其配比约7.5左右, 于900-1000℃温度下在石灰窑中缎烧, 二氧化碳经洗气除尘后送碳化塔, 生石灰进消化槽, 用80-90℃的热水充分消化, 制‘成浓度约9%的乳液, 进入碳化塔, 通二氧化碳进行碳化, 当碳化时悬浮液的PH值等于7时为反应终点,此时可引入活化剂, 对生成的碳酸钙进行表面处理。
《粉体表面改性》--3表面改性剂
表面活性剂
• （2）高级胺盐 • 阳 离 子 表 面 活 性 剂 , 其 分 子 通 式 为 RNH2( 伯 胺 ) 、 R2NH(仲胺)R3H(叔胺)等.其中,至少有1～2个为长链 烃基(C12 ～C22)。与高级脂肪酸一样,高级胺盐的烷 烃基与聚合物的分子结构相近,因此与高聚物基料 有一定相容性,分子另一端的氨基与无机粉体表面 发生吸附作用。 • 在对膨润土或蒙脱石型粘土进行有机覆盖（或插 层）处理以制备有机土时,一般采用季铵盐，即甲 基苯基或二甲基二烃基胺盐
偶联剂
• 硅烷偶联剂的应用： • 适用于中性和酸性无机粉体的表面处理 • Ⅰ品种选择 • 在用硅烷偶联剂改性矿物粉体时，品种选择 至关重要。 • 选择考虑因素： • ①应用体系的性质或树脂种类； • ②填充材料（或复合体系）的技术指标要求
偶联剂
• Ⅱ用法： • 一般水解后使用。水解pH范围为酸性或中性 (pH3.5~6.0)。 • Ⅲ用量： • 一般为粉体质量的0.2～2.0%；如已知粉体的比表面 积和偶联剂最小包覆面积可按下式估算：
偶剂
• （3）铝酸酯偶联剂 • 化学通式： • Dn • ↓ • (RO)x—Al----(OCOR’)m
• 式中， Dn代表配位基团，如N、O等
偶联剂
• 用途： • 各种无机填料、颜料及阻燃剂,如重质碳酸 钙、碳酸镁、磷酸钙、硫酸钡、硫酸钙、滑 石粉、钛白粉、氧化锌、氧化铝、氧化镁、 铁红、铬黄、碳黑、白炭黑、立德粉、云母 粉、高岭土、炼铝红泥、叶腊石粉、硅灰石 粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纤、氢氧化镁、氢 氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、偏硼酸锌 等的表面改性
偶联剂
• 配位型 • （i—C3H7O)4Ti•[P—(OC8H17)2OH]2
• 配位型偶联剂是以2个以上的亚磷酸酯为配体,将磷 原子上的孤对电子移到钛酸酯中的钛原子上,形成2 个配价健, 钛原子由4价键转变为6价键,降低了钛酸 酯的反应活性,提高了耐水性。配位型钛酸酯偶联剂 多数不不溶解于水,可以直接高速研磨使之乳化分散 在水中,也可以加表面活性剂或亲水性助溶剂使它分 散在水中,对填、颜料进行表面处理
粉体工程粉体表面改性
• (2)表面改性剂的配方
－－品种：选择能够化学吸附的改性剂；根据用途来选择 （如塑料、橡胶、油性涂料选亲油型；电缆绝缘考虑介 电性能及点阻率；水性涂料选亲水性）；避免改性剂造 成体系中其他组分功能的失效；改性剂分解温度高于加 工温度；考虑改性剂水溶性决定改性工艺；价格和环境 因素也要考虑。
变为新生表面的表面能。 粉体的表面能与以下两点关系很大： （1）表面改性剂和粉体表面的作用 （2）粉体的应用性能； 通常：表面能越高，吸附性越强，越容易团聚，越
不易在高聚物中均匀分散。对无机填料进行有机 表面改性实际上就是降低其表面能，使其不产生 团聚。
四 粉体表面的主要物理化学性质
3、表面润湿性； 接触角。杨氏方程。
• 与粉体应用及表面改性有关的粉体表面及界面特性主 要有：比表面积、表面能、表面化学组成、晶体结构、 官能团、表面润湿性、表面电性、孔隙结构和孔径分 布等。
• 1、比表面积； • 单位质量的表面积，单位为m2/g或cm2/g。是确定表
面改性剂用量的主要依据之一。比表面积越大，达到 同样包覆率所需的表面改性剂的用量就越多。 • 设Sw代表粉体物料的比表面积，d代表颗粒粉体物料 的平均直径，则有以下关系存在： Sw=K/ρd
举例：纳米TiO2/硅藻土
制备工艺
提纯
硅藻土
制浆
水解
沉淀反应
洗涤过滤
干燥
煅烧
配制
钛的无机化合物
样品
实验室改性装置
SEM表面形貌
TEM剖面分析
A
B
0.9μm
250 nm
40 nm
0.6μm
0.9μm
2.粉体表面改性方法
• 2.4机械力化学
• 利用超细粉碎及其它强烈机械作用对粉体表面 进行激活,在一定程度上改变颗粒表面的晶体结 构、化学吸附和反应活性(增加表面活性点或活 性基团)等
滑石粉改性降解塑料：使用方法+注意事项
滑石粉改性降解塑料：使用方法+注意事项
滑石粉的使用方法：
(1)粉体直接加入法把滑石粉直接和塑料原料混合经双螺杆挤出机挤出造粒成为改性塑料原料，这是塑料改性中常用的方法，也是最经济的方法。
(2)无载体母粒法将滑石粉通过特殊的工艺制成一种无载体的松散的颗粒，然后再把这种颗粒和塑料原料混合，经双螺杆挤出机造粒成改性塑料原料。
采用这种方法有两个优点，一个是减少生产过程中的粉尘污染，提高改性工作环境；二是改善混料过程中的颗粒和粉料之间的分层现象，提高混合过程物料的均匀性，从而提高产品的质量。
(3)填充母粒法将滑石粉和塑料载体混合，通过挤出机造粒而成高含量的母粒，这种母粒可和塑料原料直接混合，经挤出和注射完成成品加工。
此法使用方便，但分散性不好，一些质量要求高的制品此法不行。
滑石粉使用的几点注意事项：
(1)滑石粉必需进行表面活化处理，对滑石粉表面进行活化处理，主要是改善滑石粉和塑料原料之间的相溶性，增加改性效果，应用于不同的塑料应选择不同的表面处理剂。
(2)滑石粉在塑料原料中的分散性，在相同配方的条件下，滑石粉在塑料原料中的分散性对改性料最终理化性能影响很大，在生产过程中应严格控制，影响滑石粉在塑料原料中的分散性的主要因素有配方、温度、产量、工艺过程等。
此外，当滑石粉加入量大时，可采用分步加入的办法，以达到好的分散效果。
(3)对于不同的塑料，不同的要求应选择不同规格的滑石粉，才能达到理想的效果。
这一点是很有讲究的，选择不好可能事与愿违。
因为不同的塑料，不同的制品，不同的使用条件对原料有不同的要求，所以必须进行不同的选择，才能达到理想的效果。
粉体表面改性技术
粉体表面改性方法
涂敷改性（冷法、热法） 石英砂涂敷树脂，提高铸造时粘结性 表面化学改性（主要方法） 颗粒表面性质、改性剂种类、用量用法 及工艺设备与操作条件 沉淀反应改性（钛白、云母） 机械化学改性 高能改性、酸碱处理等
粉体表面改性设备
高速混合（捏和）机 HYB高速气流冲击式粉体表面处理机 （东京理科大学、奈良机械制作所） 球磨机、砂磨机 液相表面处理 喷雾表面处理
超分散剂的吸附形态
超分散剂在强极性 表面的单点化学吸附
超分散剂在弱极性 表面的多点氢键吸附
超分散剂通过表面增 效剂在非极性表面吸附
超分散剂作用机理示意图
锚固基团
颗粒
颗粒
溶剂化链
超分散剂的吸附性能
Rehacek方法
Xap
MaCa
Xap Mo(Co Ce) X MoCo ( Mo X Xsolv)Ce Ma X Xsolv Ca X / Ma Xap Ma (Ca Ce) Ma / ( s )
CH－5使用方法
将研磨基料的树脂浓度降低至30－40％ 在基料中尽量少使用胶质油或胶凝剂 在用基料调制油墨时多补充上述物质 由于CH－5降低基料粘度，故可提高颜 料含量，减少溶剂用量，改善油墨干燥 性能
热固型/单张纸型研磨基料配方
RUBINE / Ca 4B TONER 36 PHTHALOCYANINE BLUE DIARYLIDE YELLOW CARBON BLACK GRINDING VEHICLE 48 ALKYD RESIN 8 CH-5 HYPERDISPERSANT CH-11B HYPERDISPERSANT CH-22 HYPERDISPERSANT ANTIOXIDANT 2 ALIPHATIC DISTILLATE 6 50 36 50 28 26 8 4 52 9 33 9 3.75 1.25 3 65 5 40 49 5 3 1 2 40 53 5 50 33 5 4
粉体表面改性处理介绍
2)有机酸及其盐类改性剂
❖高级脂肪酸及其盐 结构通式：RCOOH 为阴离子表面活性剂，其结构和聚合物分子结
构相似，与聚合物基料有一定的相容性。分子一 端为羧基，可与无机填料或颜料表面发生物理、 化学吸附作用，另一端为长链烷基（C16-C18）
作用： 用高级脂肪酸及其盐(如硬脂酸)处理无机填料
或颜料，有一定的表面处理效果 可改善无机填料或颜料与高聚物基料的亲和性， 提高其在高聚物基料中的分散度。 本身具有润滑作用，可使复合体系内摩擦力减
（1）干法改性 干法改性是指颗粒在干态下在表面改性设备中首先进
行分散，然后通过喷洒合适的改性剂或改性剂溶液，在一 定温度下使改性剂作用于颗粒材料表面，形成一层改性剂 包覆层，达到对颗粒进行表面改性处理的方法。这种改性 方法具有简便灵活，适应面广，工艺简单，成本低，改性 后可直接得到产品，易于连续化、自动化等优点，但是在 改性过程中对颗粒难以做到处理均一、颗粒表面改性层可 控等目的。
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概述
1)定义
粉体表面改性
表面改性是指利用各类材料或助剂，采用物理、 化学 等方法对粉体表面进行处理，根据应用的需要有目的地改 善粉体表面的物理化学性质或物理技术性能，如表面晶体 结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性、表面吸附和 反应特性等等，以满足现代新材料、新工艺和新技术发展 的需要。
亲水基的性质
硅烷偶联剂亲水基也称水解性基团，遇水可分解成 活性硅醇(≡Si-OH)，通过硅醇和无机矿物表面反应， 形成化学结合或吸附于矿物表面 X为—OCH3和—OC2H5，水解速度缓慢，产物
醇为中性物质，用水介质进行表面改性。 X为—OC2H4OCH3基团，不仅保留水解性，还
能提高水溶性、亲水性，应用更为方便
【精品文章】滑石粉的在各行业的应用及其表面改性方法
滑石粉的在各行业的应用及其表面改性方法
滑石粉具有润滑性、抗黏、遮盖力良好、柔软、光泽好、耐高温等优良的物理、化学特性，滑石粉在化妆品、医药、造纸、涂料等行业得到了广泛的应用。
滑石粉通常以致密的块状、叶片状、放射状、纤维状集合体形式存在，外观呈无色透明或白色，但因含少量的杂质而呈现浅绿、浅黄、浅棕甚至浅红色。
一、滑石粉的应用
1、滑石粉在涂料中的应用
滑石粉悬浮性好，易分散，腐蚀性低，在涂料中，滑石粉作为填料可起到骨架作用，降低制造成本的同时提高涂料的漆膜硬度，增加产品形状的稳定性，张力强度，剪切强度，挠曲强度，压力强度，降低变形，伸张率，热膨胀系数等。
且白度高、粒度均匀分散性强等特点。
内墙涂料
片状粒子结构的滑石粉可使涂膜具有很高的耐水性和瓷漆不渗性，纤维状粒子结构的滑石粉，可使涂料的流变性及流平性得到很好的改善，同时可提高涂料的耐候性。
滑石粉主要应用于底漆和中间涂料，许多制品和闪烘底漆和运输工具用漆优先选用滑石粉。
钢材结构用底漆可全部或部分用滑石粉，以改进涂料的沉淀性、涂膜的机械力以及再涂覆性。
具体的性能特点及其应用见下举例
a提高附着力及耐溶剂性：超细滑石粉在溶剂型木器涂料、水性涂料等不。
粉体改性方法与工艺
胺 ＞ 羧 酸 ＞ 醇 ＞ 苯 酚 ； 中 性 表 面 时 （ Al2O3 、 Fe2O3) 等，羧酸＞胺＞苯酚＞醇；碱性表面时（ MgO 、 CaO)，羧酸＞苯酚＞胺＞醇。 －－含水量：象陶土、滑石粉等表面含水量较大的矿物，不 适合用单烷氧基型而适合螯合型钛酸酯偶联剂；而单烷氧
影响粉体表面化学包覆改性效果的因素
备方法如下：将一定量的硅藻土、水、少量盐酸配制悬浮
液，然后在一定温度下依次加入 TiCl4 溶液、硫酸铵水溶 液、碳酸铵溶液进行沉淀反应，反应一定时间后过滤、干 燥、煅烧，即得到 TiO2/硅藻土复合材料。请写出 TiCl4的 水解反应式，并试写出简单的生产工艺流程图。
（1）有机膨润土
3.5 粉体颗粒插层改性
膨润土 插层改性
季铵盐阳离 子在蒙脱石 层间的排列 方式示意图
3.5 粉体颗粒插层改性
粘土层间化合物制备方法： 物理插层（聚合物直接插层）—— 聚合物直接吸附插层、聚合物溶液插层、聚合物溶融插层 化学插层—— 单体插层聚合（单体插层加成聚合、单体插层缩合聚合）、 聚合物预聚体插层（聚合物预聚体插层交联固化）
表面改性工艺
4干燥与表面改性合二为一工艺
通过在粉体干燥过程中添加表面改性剂在湿粉体脱水的 同时对粉体颗粒进行表面改性 优点:可以简化工艺
问题 : 干燥温度一般在 200°C 以上，干燥过程中加入的 较低沸点改性剂可能被分解或蒸发；若在干燥后出料前 加入改性剂，则作用时间较短
表面改性方法和工艺的选择
硅藻土表面无机纳米包覆改性 TiO2/硅藻土复合材料
应用于临江保健木业公 司木制百叶窗：经中国 建筑材料环境检测中心 检测，用量5-8 g/m2， 24 h甲醛去除率达到 75 %以上。
PP_改性滑石粉复合材料性能研究_孙岳玲
39改性与成型加工等。
聚丙烯(PP)是一种无毒、无味、无臭，性能优良的通用塑料，但因其具有力学强度低、成型收缩率大、冲击韧性不高、抗蠕变性差等缺点，在应用上受到很大限制，不能作为高性能的工程塑料[1-4]，因此有必要对其进行改性，使之实现工程化应用。
滑石粉是一种由层状硅酸盐晶体组成的矿物，可作为增强剂填充到塑料中，特别是填充到PP 塑料中，不但能够显著提高PP 制品的刚性、表面硬度、抗蠕变性、电绝缘性、尺寸稳定性，还可以提高PP 的冲击强度。
然而由于PP/滑石粉复合体系两相界面的亲和性不强，影响了体系的最终性能，特别是会导致某些力学性能的下降，因此为了改善两者之间的界面亲和性，必须对滑石粉进行表面改性处理[5-9]。
本研究以钛酸酯偶联剂为改性剂对滑石粉粉体进行表面改性，然后将未改性滑石粉和改性滑石粉分别与PP 共混，考察滑石粉用量对PP/滑石粉复合材料阻燃性能和力学性能的影响，并研究了改性前后复合材料力学性能及阻燃性能的变化。
1 实验部分1.1 原料PP ，PPB-M02，中国石化扬子石油化工有限公司；滑石粉，1 250目，江阴市广源超微粉有限公司；钛酸酯偶联剂，LD-105，扬州市立达树脂有限公司；丙酮，化学纯，扬州金石化扬子化工有限公司。
，SHR-800A ，张家港市科达机，东莞市伟庆实验设备有限公，SJ65，张家港市万塑机械有限40PP/改性滑石粉复合材料性能研究塑料注塑成型机，WY900，宁波银泽机械制造有限公司；万能制样机，TWZY-24，吉林省泰和试验机有限公司；万能材料试验机，JZL-D ，扬州江都精卓试验仪器厂；简支梁冲击试验机，DM4020，扬州市东铭检测仪器科技有限公司；氧指数测定仪，HA-3，东莞鸿安仪器有限公司；维卡软化点测定仪，JR-W300C ，上海璟瑞科学仪器有限公司。
1.3 试样制备采用共混法对滑石粉进行表面改性。
将滑石粉加入到高速混合机中，再加入用丙酮配制的钛酸酯偶联剂溶液，其中钛酸酯偶联剂用量为滑石粉用量的1.6%，改性温度80℃，改性时间15 min 。
非金属矿物粉体表面改性技术进展
【行业发展】非金属矿物粉体表面改性技术进展郑水林摘要：表面改性是非金属矿深加工的主要技术之一，对提高非金属矿产品的应用性能和应用价值至关重要。
本文从粉体表面改性方法、工艺、设备、表面改性剂及其配方等方面综述了非金属矿物粉体表面改性技术现状；从表面改性工艺与设备、改性剂及其配方、层状硅酸盐矿物的插层以及表面无机复合改性等方面综述了非金属矿物表面改性技术的最新进展；并对发展前景和发展趋势进行了展望。
关键词：非金属矿；粉体；表面改性；进展中图分类号：ＴＤ９７；ＴＱ３１６．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２０１０）０１－０００３－０８Development of Surface-modification Techniques of Powder of Non-metallic MineralsZheng Shuilin(School of Chemical and Environmental Engineering of China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China)Abstract: Surface-modification which is very important for enhancing application properties of powder is the necessary pro-cessing technology of non-metallic minerals. The methods, technology, machine and agents of surface modification of powder as well as developments of surface-modification of powder of non-metallic minerals have been reviewed, and the proposal was also put forward for development trends of the techniques of surface-modification of powder non-metallic minerals.Key words: non-metallic minerals; powder; surface-modification; development非金属矿物表面改性技术是伴随现代新型复合材料的兴起而发展起来的。
粉体表面改性
粉体表面改性处理，包括改变颗粒表面晶体结构和官 能团、表面能、表面润湿性、电磁性、光学性质以及 表面吸附性和反应特性等。
2) 表面改性的目的 使无机矿物填料由一般增量填料变为功能性填 料； 为高分子材料及复合材料提供新的技术方法； 提高涂料或油漆中颜料分散性，改善涂料性能； 使制品有良好的光学效应或视觉效果，附加值高。
此外，电磁波、中子流、α粒子、β粒子在矿物颗 粒表面改性领域均有应用。其作用表现在辐射能改 变矿物表面结构及电荷性质、可使颗粒表面空位等 晶体缺陷增加，从而改变了颗粒表面的能量状态， 使其润湿性、吸附能力均有所增加。
电子辐射加热处理可使某些矿物颗粒的磁性或表面 荷电性质发生变化，从而有利于磁力分选和静电分 离。
方法： 粉体的沉淀反应改性一般采用湿法，即在分散的
粉体水浆液中，加入所需的改性（处理）剂，在适 当的pH和温度下，使无机改性剂以氢氧化物或水合 氧化物的形式均匀沉淀在颗粒表面，形成一层或多 层包覆膜，然后经过洗涤、脱水、干燥、焙烧等工 序使该包覆膜牢固地固定在颗粒表面，从而达到改 进粉体表面性能的目的。
高速加热式混合机是 无机粉体，如无机填 料或颜料表面化学包 覆改性常用的设备之 一，这是塑料制品加 工行业广泛使用的混 料设备。
结构
高速加热混合机的结构 1-回转盖 2-混合锅 3-折流板 4-搅拌装置
5-排料装置 6-驱动电机 7-机座
混合室成圆筒形，是由内层、加热冷却夹套、绝热层和外 套组成。内层具有很高的耐磨性和光洁度，上部与回转盖 相接，下部有排料口。为了排去混合室内的水分子与挥发 物，有的还装有抽真空装置，叶轮是高速加热式混合机的 搅拌装置，与驱动轴相连，可在混合室内高速旋转。折流 板断面成流线型，悬挂在回转盖上，可根据混合室内物料 量调节其悬挂高度。折流板内部为空腔，装有热电偶，测 试物料温度。混合室下部有排料口，位于物料旋转并被抛 起时经过的地方。排料口接有气动排料阀门，可以迅速开 启阀门排料。
滑石粉在塑料改性中的作用与效果
17矿物添加剂的含量(%)图2 矿物添加剂对材料弯曲模量的影响1020304050400030002000100031收稿日期：2005-08-15作者简介：赵文聘，男，50岁，教授级高级工程师。
[开发利用]滑石粉在塑料改性中的作用与效果赵文聘，黄 平，黄海清，徐长旭(鞍山市隆兴工程塑料有限公司，辽宁 鞍山 114041)摘要：本文介绍了滑石粉在塑料改性中的应用，如滑石粉的性质；滑石粉加入塑料中对塑料性能的影响；滑石粉在不同塑料品种中的应用特点；滑石粉的使用方法；影响滑石粉使用性能的几点注意事项，以及本公司应用滑石粉的一些产品。
关键词：滑石粉；塑料改性中图分类号：P578.958;TQ327.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9386(2006)02-0017-021 滑石粉的性质在塑料中使用意义较大的是一种可生产出薄片结构的、白色的细粉碎产品，由于滑石粉这种特殊的薄片状结构，在塑料中是一种有效的增强材料，无论常温和高温下，都可赋予塑料较高的刚性和抗蠕变性，而且白色的薄片结构的细滑石粉，还具有较好的固体光泽。
矿物滑石是一种水合硅酸镁，理论上的化学式为3MgO·4SiO 2·H 2O。
随产地不同，其组成亦有所不同，在塑料改性中所使用的滑石粉，其粒径根据用途和塑料品种的不同可从300目到3 000目不等。
2 滑石粉对塑料性能的影响滑石粉的加入可改变塑料的多种性能，如成型收缩率、表面硬度、弯曲模量、拉伸强度、冲击强度、热变型温度、成型工艺及产品尺寸稳定性等。
(1) 塑料中加入滑石粉可有效的改善塑料制品的成型收缩率，从而改善制品的表面性能，图1为滑石粉的加入对聚丙稀塑料成型收缩率的影响。
从图中可以看出，随着滑石粉含量的增加，聚丙烯塑料成型收缩率逐步减小，滑石粉的加入使之粘度增大，蠕变性下降，因此降低了PP的结晶度；滑石粉本身无收缩性，从而降低了整体材料成型收缩率；微细的滑石粉还可作为PP的成核剂，起到改变PP结构的作用，防止P P 大球晶的形成，也降低了P P 的结晶度。
超细滑石粉的表面改性及应用特性
目 。 前 在超细粉体表面改性 中主要有 以下几种方法 ：
（ ）表面覆盖改性方法： １ 将表面活性剂覆盖于粒子表面， 赋予粒子表面新的性质。 这种方法是将表面活性剂或偶联剂以 吸附或化学键的方式与粒子表面结合， 使粒子表面由亲水变为
疏水 ， 使粒子与聚合物 的相容性得以改善 。该方法是 目 前最普
遍采用 的方法 。
别是超细滑石粉， 在国内外市场上需求量很大。 但是， 滑石粉作
为无机填料 与有机高聚物分子材料之 间在化学结构 和物理形
态上有着很大的差异， 缺少亲和性， 使之滑石粉与聚合物之间
混合不均匀 、 粘合力弱 ， 导致制品的力学性能降低。为此 ， 必须
３４ 硅 烷偶 联 剂 改 性 ．
滑石粉属于极性 的水不溶物质 ， 当它们 分散 于极性极小 的
有机高分子树脂中， 因极性的差别 ， 造成二者相容性不好， 直接
（ 广西师范大学环境与资源学院， 广西 桂林 ５ １ ０ ） ４ ０ ４
【 摘 要 】由于滑 石粉与高分 子材料的性质存 在较大 差异。 缺少亲 和性， 使其在高 分子材料 领城的应用受 到限制。为进一步
改善其性能并拓宽其应用领域， 必须对其粉体表面进行改性处理。本文综述了采用不同种类改性荆对滑石粉进行表面改性的方法
小分子或高分子化合物对进行复合的两种物质中的一种或两 种进行表面改性， 使其表面性质由憎水变为亲水或由亲水变为
疏水 ， 目的是使 两种物质更好地结合。 表面改性剂的种类很多 ，
不同种类的改性剂具有不同的化学性质， 而粉体的表面改性一 般都有其特定的应用领域， 其改性粉体作填料所适合的高分子 材料及其性能也有所差异 ， 并且， 为提高改性效果和降低改性 剂成本 ， 也往往以多种改性剂配合互补进行改性。 因此， 选用表 面改性剂必须考虑被处理物料的应用对象。对滑石粉而言 ， 为 了让滑石粉更好地与高分子聚合物结合， 目前改性用的改性剂
滑石粉等的表面改性及其填充PP的研究共3篇
滑石粉等的表面改性及其填充PP的研究共3篇滑石粉等的表面改性及其填充PP的研究1近年来，滑石粉等填料的应用范围越来越广泛。
然而，这些填料与聚丙烯（PP）基体之间的粘接性能并不理想，导致其在填充PP时的应用效果受到了限制。
为了改善该问题，表面改性技术被广泛应用于滑石粉等填料的处理中。
表面改性技术主要包括物理改性、化学改性和物理化学复合改性三种方式。
其中，物理改性主要是通过加热、离子辐射等方法改变填料物理性质，使其表面变得更容易增塑；化学改性则是通过在表面覆盖一层化学活性物质，增强填料与PP基体之间的粘接性；而物理化学复合改性则是将两种或多种改性方法结合起来，以达到更好的效果。
随着技术的不断发展，各种表面改性方法在填充PP中的应用也越来越广泛。
例如，化学改性方法中的硅烷偶联剂法被广泛使用于滑石粉、氢氧化铝等无机填料的改性中。
该方法利用硅烷分子上的有机基团与填料表面的羟基反应，形成化学键，从而增强了填料与PP基体之间的黏合力，提高了填充材料的强度和耐热性。
另外，物理化学复合改性方法也得到了广泛应用。
比如，将纳米填料与常规填料进行物理混合改性，可以在保持常规填料所具有的优点的同时，增强填料表面增塑性能，从而提高填充物料的机械性能、耐候性、耐高温性等。
除此之外，表面改性技术的发展也促进了一些创新型的填料研究。
比如，以其表面特殊性质而著称的超疏水材料，可以被应用于润湿性能要求极高的高端领域。
该材料在填充PP过程中，可以提高材料表面的润湿性能，增强其抗油性能和洁净性能。
总之，随着表面改性技术的不断发展和创新，滑石粉等填料在填充PP中的应用效果也越来越好。
未来，随着新型填料和表面改性技术的不断涌现，相信填充PP材料还有着更加广阔的应用前景随着表面改性技术的不断发展，填充PP材料的性能和应用效果不断得到提高。
化学改性和物理化学复合改性等方法的发展和创新，为填料与PP基体之间的粘接性和强度提供了更好的解决方案。
未来，填充PP材料将有着更加广阔的应用前景，相信新型填料和表面改性技术的不断涌现，将进一步推动填充PP材料的研究和应用滑石粉等的表面改性及其填充PP的研究2滑石粉是一种重要的工业材料，广泛应用于塑料、橡胶、油漆等领域。
粉体表面改性方法原理、工艺技术及使用的粉体改性剂
粉体表面改性方法原理、工艺技术及使用的粉体改性剂无机粉体的表面改性是根据使用行业所需求粉体具备的性能而进行的对应表面改性，以满足现代新材料、工艺和技术的发展需求，提升原有产品的性能特点，而且还可以提升对应的产能以及生产效率，在粉体加工行业也越来越受到重视，目前无机粉体表面改性的方法主要为6大类。
1、方法一：物理涂覆方法原理：利用高聚物或树脂等对粉体表面进行处理，一般包括冷法和热法两种。
粉体改性剂：高聚物、酚醛树脂、呋喃树脂等。
影响因素：颗粒形状、比表面积、孔隙率、涂敷剂的种类及用量、涂敷处理工艺等。
适用粉体：铸造砂、石英砂等。
2、方法二：化学包覆方法原理：利用有机物分子中的官能团在无机粉体表面的吸附或化学反应对颗粒表面进行包覆，一般包括干法和湿法两种。
除利用表面官能团改性外，该方法还包括利用游离基反应、鳌合反应、溶胶吸附等进行表面包覆改性。
粉体改性剂：如硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆铝酸盐、有机铬等各种偶联剂，高级脂肪酸及其盐，有机铵盐及其他各种类型表面活性剂，磷酸酯，不饱和有机酸，水溶性有机高聚物等。
影响因素：粉体的表面性质，粉体改性剂种类、用量和使用方法，改性工艺，改性设备等。
适用粉体：石英砂、硅微粉、碳酸钙、高岭土、滑石、膨润土、重晶石、硅灰石、云母、硅藻土、水镁石、硫酸钡、白云石、钛白粉、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝等各类粉体。
3、沉淀反应方法原理：通过无机化合物在颗粒表面的沉淀反应，在颗粒表面形成一层或多层“包膜”，以达到改善粉体表面性质，如光泽、着色力、遮盖力、保色性、耐候性、电、磁、热性和体相性质等。
粉体改性剂：金属氧化物、氢氧化物及其盐类等各类无机化合物。
影响因素：原料的性质（粒度大小和形状、表面官能团），无机表面改性剂的品种，浆液的pH值、浓度，反应温度和反应时间，洗涤、脱水、干燥或焙烧等后续处理工序。
适用粉体：钛白粉、珠光云母、氧化铝等无机颜料。
4、机械力化学方法原理：利用超细粉碎及其他强烈机械作用，有目的的对粉体表面进行激活，在一定程度上改变颗粒表面的晶体结构、溶解性能（表面无定形化）、化学吸附和反应活性（增加表面活性点或活性基团）等。
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粉体改性剂对滑石粉表面改性方法及作用
滑石粉是一种层状含水镁硅酸盐，其表面含有亲水基团，且具有较高的表面能，作为无机填料与有机高聚物分子材料之间在化学结构和物理形态上有着很大的差异，缺少亲和性，使之滑石粉与聚合物之间混合不均匀、粘合力弱，导致制品的力学性能降低。
为此，必须对滑石粉进行表面改性处理。
滑石粉表面改性的机理是利用某些带有两性基团的小分子或高分子化合物对进行复合的物质中的一种或两种进行表面改性，使其表面由憎水变为亲水，目的是使两种物质与树脂更好地相结合。
1、表面覆盖改性法
表面覆盖改性法是将表面活性剂或粉体改性剂覆盖于粒子表面，使表面活性剂或粉体改性剂以吸附或化学键的方式与粒子表面结合，使粒子表面由亲水变为疏水，赋予粒子新的性质，使粒子与聚合物的相容性得以改善。
该方法是目前最普遍采用的方法。
大致可理解为：针对滑石粉与聚合物亲和力不高的缺点，将带有两性基团的表面活性剂覆盖粒子上，亲水基团朝向粒子表面，亲油基团朝向外面，这样与聚合物结合时就有好的相容性，达到改性目的，扩大滑石粉的应用范围。
2、机械化学法
机械化学法是通过粉碎、摩擦等方法将比较大的粒子变得较小，使粒子的表面活性变大，即增强其表面吸附能力，简化工艺的同时还可以降低成本，同时更易控制产品的质量。
超细粉碎是物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体产品。
此过程不是简单的物料粒度减小，它包含了许多复杂的粉体物质性质和结构的变化、机械化学变化。
滑石粉经搅拌磨超细粉碎后，表面活性增强，热效应改善，白度提高，粉体性质变化与超细粉碎过程的热力学特性密切相关。
3、外膜层改性法
外膜层改性是在粒子表面均匀地包覆一层聚合物，从而赋予粒子表面新的性质。
用澳达粉体表面改性剂对无机粒子滑石粉进行表面处理，与常规的滑石粉粒子填充物相比，包覆后的滑石粉填充高分子材料后，其最大拉伸强度、冲击强度均明显提高，提高率分别达到136%和162%，可作为新型强韧型填充改性剂用于PVC电缆料。
4、局部活性改性
局部活性改性利用化学反应在粒子表面接枝上一些可与聚合物相容的基团或官能团，使无机粒子与聚合物有更好的相容性，从而达到无机粒子与聚合物复合的目的。
5、高能量表面改性
高能量表面改性是利用高能放电、等离子射线、紫外线等所产生的巨大能量对粒子表面改性，使其表面具有活性，提高粒子与聚合物的相容性。
6、沉淀反应改性
沉淀反应改性利用沉淀反应进行改性。
这种方法就是利用沉淀效应对粒子表面进行包覆，从而达到改性的效果。
随着人们对滑石粉特性的认识逐步加深，滑石粉在涂料、塑料等行业中的应用领域将不断扩大。
由于改性高档滑石粉的生产能力远远小于国内外市场的需求，滑石粉的合理改性越来越被人们重视。