颜料粉体研磨过程中,粉体改性剂的作用
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
粉体改性助剂用量计算公式
粉体改性助剂用量计算公式在工业生产中，粉体改性助剂被广泛应用于各种领域，如化工、建材、冶金等。
粉体改性助剂的作用是改善粉体的流动性、分散性、稳定性等性能，从而提高产品的质量和生产效率。
而粉体改性助剂的用量计算是非常重要的，它直接影响到产品的性能和生产成本。
本文将介绍粉体改性助剂用量计算的公式和方法。
粉体改性助剂用量计算公式如下：改性助剂用量 = （目标性能原始性能）/ 改性效果系数。
其中，目标性能是指经过改性后希望达到的性能指标，原始性能是指未经改性前的粉体性能指标，改性效果系数是指改性助剂对目标性能的影响系数。
在实际应用中，粉体改性助剂的用量计算还需要考虑到以下几个因素：1. 粉体性质，不同的粉体具有不同的特性，如粒径、比表面积、形状等，这些特性会直接影响到改性助剂的使用效果和用量计算。
2. 改性助剂的类型，不同类型的改性助剂具有不同的改性效果系数，因此在用量计算时需要根据具体的改性助剂类型来确定改性效果系数。
3. 工艺条件，包括搅拌速度、温度、湿度等工艺条件对改性助剂的使用效果也有一定影响，需要在用量计算中进行考虑。
4. 经济性，改性助剂的用量应该在保证产品性能的前提下尽量节约成本，因此在用量计算时需要综合考虑改性助剂的价格和使用效果。
在实际应用中，粉体改性助剂的用量计算通常需要进行试验验证，通过试验得到不同用量下的产品性能指标，然后根据试验结果来确定最佳的改性助剂用量。
同时，还需要不断优化改性助剂的配方和工艺条件，以达到最佳的改性效果和经济效益。
总之，粉体改性助剂的用量计算是一个复杂而又重要的工作，需要综合考虑粉体性质、改性助剂类型、工艺条件和经济性等因素，通过试验验证来确定最佳的改性助剂用量，从而提高产品的质量和生产效率。
希望本文介绍的粉体改性助剂用量计算公式和方法能对相关领域的工程技术人员有所帮助。
粉体表面改性技术
位置不同
分级精度差，不适于精密
分级
静 态 分 级
惯性 分级
碰撞式、 附壁式
由于不同粒径颗粒 的惯性不同，形成 不同的运动轨迹， 从而实现大小颗粒 的分级
构造简单，不需动力；适 于较大的颗粒（10250μm）;较大的处理能 力；不适于精密分级
机
离心 分级
旋风式、 DS式
自由涡或准自由涡 离心力粉体场表中面改离性心技术力
乙烯基 乙烯基三甲 CH2=CHSi(OCH3)3 硅烷 氧基硅烷
A-171、 SCA1603
粉体表面改性技术
29
硅烷偶联剂
作用机理：
与硅相连的3个Ｓｉ-Ｘ基水解成Ｓｉ— ＯＨ;
Ｓｉ—ＯＨ之间脱水缩合成含Ｓｉ—Ｏ Ｈ的低聚硅氧烷;
粉体表面改性技术
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硅烷偶联剂
低聚物中的Ｓｉ—ＯＨ与基材表面上的ＯＨ形 成氢键；
– 铝酸酯类
– 锆铝酸盐
– 有机络合物
粉体表面改性技术
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硅烷偶联剂
硅烷类偶联剂：具有特殊结构的低分子有机硅 化合物，通式为RSiX3 。
R------代表与聚合物分子有亲和力或反应能力 的活性官能团，如氨基、乙烯基、环氧基等；
X------代表能够水解的烷氧基，如卤素、酰氧 基等。
粉体表面改性技术
加入的金属和金属氧化物起缓冲剂作用，当钛 盐加热水解时，析出的偏钛酸沉积在云母薄片 表面上，伴随生成的酸则与金属或金属氧化物 反应生成盐。
由于这种成盐反应，使悬浮液的PH值得以缓冲， 酸度相对稳定，有粉利体表于面改偏性技钛术 酸平滑地沉积在云38
表面化学改性法
表面化学改性法：采用多种工艺过程， 使表面改性剂与粉体颗粒表面进行化学 反应，或者使表面改性剂吸附到粉体颗 粒表面，进行粉体表面改性的方法。
石墨烯表面改性方法及粉体改性剂的作用
石墨烯粉体采用改性剂进行表面处理的方法及效果石墨烯结构为蜂窝片层结构，同时表面性质惰性较强，是一种超疏水/油的超细粉体，极难分散于水及有机溶剂，同时因为极性强，易受范德华力影响而出现团聚现象，为了改善石墨烯粉体在水/有机溶剂中提升分散性，需要在制备石墨烯粉体过程中采用粉体改性剂对石墨烯表面进行改性处理，通过粉体改性剂在石墨烯粉体表面形成包覆层，让石墨烯粉体能与水和有机溶剂互溶的同时，均匀分散于溶液中，发挥石墨烯粉体的优异性能。
石墨烯粉体表面改性的方法石墨烯粉体改性方法主要分为物理改性方法和化学法。
两种表面改性方法都有相应的优缺点。
1.物理改性方法是指通过加入粉体改性剂，施加相应的机械力，将石墨烯团聚体打开，然后粉体改性剂吸附在石墨烯表面，形成稳定的保护层，同时降低石墨烯颗粒间的作用力，达到均匀分散的效果，此方法更多应用于石墨烯原粉研磨中使用。
2.化学法表面改性。
、与物理改性方法相比，用化学的方法改性石墨烯更加常见，效果更稳定，而化学改性方法通常又分共价键改性和非共价键改性两种。
（1）共价键改性化学法共价键改性是将功能化基团与氧化石墨烯表面的“含氧基团”进行“缝合”，利用这些基团与其他分子之间的化学反应对石墨烯表面进行共价键功能化达到表面改性的效果。
（2）非共价键改性非共价键连接方法对石墨烯表面进行功能化，即可用π-π相互作用、离子键以及氢键等超分子作用使石墨烯表面得到修饰，从而提高石墨烯的分散性。
但会引入其它组分，比如：生物大分子、表面活性剂、离子液体、纳米粒子等，效果不够稳定。
除了物理法和化学法表面改性外，还有电子性能改性方法，能很好降低石墨烯表面能，发挥石墨烯粉体的优异性能，广泛应用在纳米电极、超级电容器、生物感应器、药物传递、太阳能电池、氢气储存、晶体管、聚合物纳米复合材料等领域。
无机粉体改性剂的作用,增加分散、相容、表面活性
无机粉体改性剂的作用，增加分散、相容、表面活性
超细粉体通常包括微米级(1～30μm)、亚微米级(0.1～1μm)和纳米级(1～100nm)的粒子，因具有不同于原固体材料的表面效应和体积效应，而表现出独特的光学、热学、电学、磁学、催化和力学性质等，起着极其重要的作用。
1、超细粉体表面改性的目的是什么？
由于超细粉体，尤其是纳米级粉体的粒径很小，表面能高，很容易发生团聚，形成二次粒子，无法表现出其受人青睐的表面积效应、体积效应及量子尺寸效应等。
要解决超细粉体的团聚问题，提高其分散性、流变性，最有效的方法就是对粉体的表面进行改性处理。
表面改性的目的包括：
2、粉体改性剂对超细粉体表面改性的机理是什么？
粉体改性剂对超细粉体表面改性的机理是超细粉体表面与表面改性剂发生作用，改善粒子表面的可润湿性，增强粒子在介质中的界面相容性，使粒子容易在有机化合物或水中分散。
根据粒子与改性剂表面发生作用的方式，改性的机理可分为包覆改性、偶联改性等。
粉体改性剂的包覆改性是用无机化合物或者有机化合物对粒子表面进行覆盖，对粒子的团聚起到减弱或屏蔽作用，由于包覆物而产生了空间位阻斥力，使粒子再团聚十分困难，从而达到改性的目的。
偶联改性是粒子表面发生化学偶联反应，两组分之间除了范德华力、氢键或配位键相互作用外，还有离子键或共价键的结合。
粒子表面经偶联剂处理后可以与有机物产生很好的相容性。
不同的改性剂的改性方式不一样，但是共同的作用原理是一样的！都是通过对超细粉体表面进行改性，来增加分散性及、相容性及其它附加价值。
粉体表面改性处理介绍-文档资料
（3）气相法改性 气相法改性是指将改性剂汽化以后与固体颗粒表
面进行接触，在其表面发生化学反应或物理结合而吸
附在颗粒表面，达到对颗粒进行表面改性处理的方法 。在该方法中由于要将改性剂汽化，一般局限于一些 低分子量、低沸点的改性剂。
干法表面改性设备
目前干法表面改性设备主要有高速加热 式混合机、SLG型连续式粉体表面改性机、 PSC型连续式粉体表面改性机、高速气流冲
图4 HYB主机的结构示意图
（5）流化床式粉体表面改性机
图5 不同形式的流化床
(a) 顶喷式 (b) 底喷式 (c)Wurster式 (d) 侧喷旋转式
2)表面改性的分类
包覆处理改性 表面化学包覆
沉淀反应包膜 胶囊化处理
机械化学改性，等
包覆处理改性 包覆 也称涂敷，利用有机高聚物或树脂等对粉体
（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
粉体表面改性
概述
1)定义
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。
2) 表面改性的目的
化学方法
物理化学方法 机械物理方法
其它表面改性方法
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
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
色母粒用钛白粉通过粉体改性剂做有机表面处理的效果
色母粒用钛白粉通过粉体改性剂做有机表面处理的效果通过粉体表面改性剂对钛白粉表面做合适的改性处理，可以使钛白粉的某些性能得到大幅度改善的，增加化学稳定性、耐温性、迁移性、分散性、加工性能等。
具体如下：1.化学稳定性钛白粉经过高温煅烧和无机包膜后，化学稳定性非常好，基本不会同塑料体系中的各种组份进行反应，但是有写有机处理剂却有可能参与化学反应。
因此，我们应该选择一些化学惰性的有机处理剂，它在低温和高温环境中都具有非常好的化学稳定性，不会与色母粒体系中任何添加剂发生化学作用。
2.耐温性钛白粉由于晶格缺陷，高温时容易因变色，完整的无机包膜和合适的有机薄膜可以大幅提高钛白粉的耐温性能。
传统的有机包膜剂，某些特殊的有机硅材料的分解温度超过350度，300度以内不会发生颜色变化，即不会发生黄变，另外，这种有机硅材料包覆到钛白粉表面后，可以防止自由基的传递，从而进一步提高钛白粉的耐热和耐光性能。
3.迁移性钛白粉的迁移主要是由于它与树脂的润湿相容性不好，在温度降低，塑料制品收缩时，树脂与钛白粉的移动速度不一致所造成的，要降低迁移性，就要提高钛白粉与树脂的相容性。
4.分散性钛白粉分散性主要受分子间作用力，极性吸附，颗粒细度等因素影响。
由于塑料色母粒的钛白粉，钛白粉的粒径一般为0.4微米左右。
这种细小颗粒具有极大的比表面积和吉布斯自由能，处于热力学不稳定的状态。
当把钛白粉加入到树脂体系中时，由于临近粒子间的极性吸附和范德华力的作用，粒子有相互靠近，降低总比表面积和表面自由能的趋势，从而使钛白粉颗粒从高端分散体向团聚体转化。
对于未通过粉体改性剂进行表面改性处理的钛白粉与树脂一起混炼时，钛白粉很难分散，即使在高温高速捏合时能分散开，一旦捏合终止，它又会慢慢变成多聚体，将来使用时容易造成“颜料迁移”。
为了提高钛白粉的分散稳定性，必须消除货削弱其表面极性和降低其表面自由能。
采用较低自由能和易于扩展润湿的非离子型有机粉体改性剂进行表面改性，这类有机处理剂可提高钛白粉与树脂相容性，降低钛白粉表面生成位阻官能团，阻止钛白粉颗粒相互靠近，增加团聚的难度，从而达到稳定分散的目的，防止“颜料迁移”。
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
粉体改性剂,轻松分散滤饼,快速降低含水量
粉体改性剂，轻松分散滤饼，快速降低含水量
压滤过后还要粉体在车间铲框框，浪费人力物力？？
不，您以后生产粉体不需要铲框了，因为您有澳达滤饼粉体改性剂
产品功效：降低含水率，辅助板框压滤、脱水、真空抽滤，松散滤饼，快速烘干，节省人工成本，降低生产能耗，提高生产效率。
只要在压滤前加点澳达粉体改性剂，就能让滤饼落地成粉，快速烘干。
节省人工，提高生产效率，降低烘干能耗。
加了我们澳达粉体改性剂，以剂解决烘干前的滤饼就是这么松散，客户都树起大拇指。
粉体表面改性及分散技术
1、纳米粉体的分散重要性
纳米粉体稳定分散在各种液相介质形成的分散体本身往往 就是十分重要的产品。如将某些具有特殊电磁性的纳米粉 体分散在液相介质中可制成导电料浆或磁性浆料；将纳米 TiO2粉体分散在水中或有机溶剂中可以制成具有抗紫外、 自清洁或光催化等特殊功能的涂料；这些产品的性能与纳 米粉体的分散状况密切相关。
3、粉体表面改性的目的
4、环境保护
某些公认的对健康有害的原料，如石棉，对人体健康有害主要 在于其生理活性；一是细而长的纤维形状（长度为5-100微米， 直径3微米以下的纤维）在细胞中特别具有活性；二是石棉表面 的极性点（这些极性点主要是OH-官能团）容易与构成生物要素 的氨基酸蛋白酶的极性基键合。如果这两个因素在细胞中起主导 作用的话，那么就可以认为表面改性有可能改变石棉的生理活性。 可用对人体无害和对环境不构成污染，又不影响其使用性能的其 他化学物质覆盖、封闭其表面的活性点OH-。
1、粉体的用途
在橡胶、塑料、涂料、胶粘剂等高分子材料工业及高 聚物基复合材料领域中，无机粉体填料占有很重要的 地位。如碳酸钙、高岭土、氢氧化铝、云母、石棉、 石英、硅藻土、白碳黑等等，不仅可以降低材料成本， 还能提高材料的硬度、刚性和尺寸稳定性，改善材料 的力学性能并赋予材料某些特殊的物理化学性能，如 耐腐蚀性、耐侯性、阻燃性和绝缘性等。
2、纳米粉体分散改性的目的
粉体表面改性及分散技术
主要内容
一．粉体表面改性 二．纳米粉体表面改性 三．超分散剂
超细粉体分类
分类
直径
原子数目
微米粉体
>1m
>1011
亚微米粉体 100nm~1 m 108
特征 体效应 体效应
纳米粉体 100nm~10nm 105 尺寸与表 1nm
粉体表面改性剂大全,配方都在这里了
粉体表面改性剂大全，配方都在这里了粉体的表面改性重要是依靠表面改性剂在粉体颗粒表面的吸附、反应、包覆或包膜来实现的。
因此，表面改性剂对于粉体的表面改性或表面处理具有决议性的作用。
目前，市场上常用的表面改性剂重要有偶联剂、表面活性剂、有机低聚物、不饱和有机酸、有机硅、水溶性高分子、超分散剂以及金属氧化物及醇盐。
1、硅烷偶联剂硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应本领的活性官能团，如氧基、巯基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表能够水解的烷氧基，如卤素、烷氧基、酰氧基等。
品种：氨基硅烷（SCA—1113、SCA—1103、SCA—603、SCA—1503、SCA—602、SCA—613等）；环氧基硅烷（KH—560、SCA—403等）；硫基硅烷（KH—590、SCA—903、D—69等）；乙烯基硅烷（SCA—1603、SCA—1613、SCA—1623等）；甲基丙基酰氧基硅烷（SCA—503）；硅烷酯类（SCA—113、SCA—103等）。
适用对象：石英、二氧化硅、玻璃纤维、高岭土、滑石、硅灰石、氢氧化铝、氢氧化镁、云母、叶蜡石、高处与低处棒石、海泡石、电气石等。
选择硅烷偶联剂对无机粉体进行表面改性处理时肯定要考虑聚合物基料的种类，也即肯定要依据表面改性后无机粉体的应用对象和目的来认真选择硅烷偶联剂。
2、钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂的通式为（RO）M—Ti—（OX—R—Y）N，式中1M4，M N6；R—短碳链烷烃基；R—长碳链烷烃基；X—C、N、P、S等元素；Y—羟基、氨基、双键等。
按其化学结构可分为3种类型：即单烷氧基型、鳌合型和配位型。
品种：单烷氧基型（NDZ—101、JN—9、YB—203、JN—114、YB—201、T1—1、T1—2、T1—3等）；螯合型（YB—301、YB—401、JN—201、YB403、JN—54、YB404、JN—AT、YB405、T2—1、T3—1等）；配位型（KR—41B、KR—46等）。
粉体表面改性
4.1 概述
1)定义 表面改性是指利用各类材料或助剂，采用物理、 化学、机械等方法对矿物粉体表面进行处理，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，以满足现代新材料、新工艺和 新技术发展的需要。
粉体的表面改性处理直接影响着粉体的使用价值和应 用领域。
常用改性剂 偶联剂 ——最常用的矿物表面改性剂 高级脂肪酸及其盐 ——适用于表面含金属活性粒子的矿物 不饱和有机酸和有机硅，等
改性剂的选择范围较大，具体选用时要综合考虑粉 体的表面性质、改性产品的用途、质量要求、处理 工艺以及表面改性剂的成本等因素。
表面化学改性一般在高速加热混合机或捏合 机、流态化床、研磨机等设备中进行。这是因为 粉体的表面改性处理大多是在粉体物料中加入少 量表面改性剂溶液进行的操作。
常见的方法：包覆改性和高能改性。
包覆改性 包覆也称涂敷，是一种对粉体表面简单处理的方法， 借助于黏附力，利用有机高聚物或树脂等对粉体表面 进行“包覆”，以达到改善粉体表面性能的方法。
影响因素： 颗粒的形状 比表面积 孔隙率 涂覆剂的种类 涂敷处理工艺，等
例：树脂包覆石英砂--冷法和热法
表面改性是为改善矿物材料的使用性能，提高使用
价值并拓展新的应用领域，以满足新材料、新技术
发展、新产品开发的需要。
• 对膨润土进行有机阳离子覆盖处理，可提高其在弱极 性或非极性体系中的膨胀、悬浮、触变等特性；
• 通过表面改性处理，可提高涂料的分散性并改善涂料 的光泽、着色力、遮盖力以及耐热性、保光性、保色 性等。
在包覆处理前对石英砂进行冲洗或擦洗和干燥。
冷法包覆砂是在室温下制备的，先将粉状树脂与砂混匀，然后加 入溶剂（工业酒精、丙酮或糠醛），溶剂加入量根据混砂机能否 封闭而定。封闭者，酒精用量为树脂用量的40-50%；不能封闭 者为70-80%，再继续混碾到挥发完，干燥后经粉碎和筛分即得 产品。但该法使用有机溶剂量大，仅用于少量生产。
粉体助磨增强剂用途
粉体助磨增强剂用途粉体助磨增强剂是一种常用的功能性助剂，广泛应用于化工、建材、冶金、能源、制药等领域。
它可以改善和调节物料的性能和工艺特性，提高产品品质和加工效率，减少生产成本和能源消耗。
下面我们分别从以下几个方面来介绍一下它的用途。
1、提高磨料磨削效率磨料是研磨材料的一种，是处理硬质金属、玻璃、陶瓷、石材、建筑材料等必需的重要工艺材料。
然而，由于磨料之间的碰撞和摩擦容易产生高温、大量热量和粉尘，使得磨削效率、工件精度和操作环境都受到一定程度的影响。
粉体助磨增强剂的主要作用是在磨削过程中添加一定比例的助剂，有效改进磨料的颗粒分散和流动性，降低磨削表面的摩擦系数和热量积聚，提高磨削效率和质量，同时保证环境安全和职工健康。
2、改善填料增强效果填料不仅广泛用于塑料、橡胶、涂料、纺织、造纸、建筑材料等行业，而且其增强效果、改性效果和经济性都是影响产品性能和市场竞争力的关键因素。
但是，填料的种类众多，性质复杂，需要根据产品特性和生产工艺来选择合适的增强剂。
粉体助磨增强剂通过增加填料的分散度和相互作用，使其更好地与基质结合，提高填料的增强效果，增加材料的刚性、硬度、强度和耐热性等性能，同时降低成本和加工难度，保证产品质量和环保安全。
3、优化粉体涂料工艺粉体涂料是一种应用广泛的表面涂层材料，应用于汽车、家居、电器、电子、机械等领域。
然而，由于粉体涂料的颗粒度大、粘附性强，容易产生异物掺杂、浮渣分层和不良喷涂，导致涂装效果不理想，浪费材料和时间。
粉体助磨增强剂通过调节粉体颗粒之间的摩擦力，改善粉体涂料的流动性和稳定性，提高涂层的均匀度和光泽度，同时减少粉尘、减轻环境污染，保护人类健康。
4、增强钢铁冶金性能钢铁冶金是现代工业的重要基础行业，其生产过程涉及到多种复杂的化学变化和物理特性，并且对钢铁材质的性能和用途都有极其严格的要求。
粉体助磨增强剂作为一种辅助剂，可以优化钢铁生产各个环节的工艺流程，改善冶炼炉内气氛、温度和压力的稳定性，降低炉渣的粘度和脱离性，提高金属的纯度、强度和韧性，减少废品率和生产成本，提高钢铁产品的市场竞争力。
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。
粉体改性剂的效果及影响因素
粉体改性剂的效果及影响因素
在使用粉体改性剂对超细粉体做表面改性的效果，并非只是一个粉体改性就能改变超细粉体所存在的问题，还有跟客户配方，设备，工艺，原材料，地域等因素息息相关。
1.粉体改性剂对超细粉体表面改性的效果？
超细粉体表面改性效果的表征及评价有直接评价法和间接评价法。
直接评价法是通过测定经改性后的粉体作为填充物应用于复合材料的力学性能以及在材料中的加工性能等来评定其改性效果。
间接评价法是通过改性物料的一些参数来表征粉体表面改性效果，例如接触角、粘度、亲油性和平均粒径等方法。
也可采用先进的分析测试手段对超细粉体表面改性机理进行分析并评判其改性效果。
2.影响粉体改性剂的元素是什么？
影响粉体表面改性效果的主要因素是粉体原料的性质、表面改性剂配方、表面改性工艺、表面改性设备等。
粉体原料的比表面积、粒度大小和粒度分布、比表面能、表面物理化学性质、团聚性等均对表面改性效果有影响；表面改性剂的配方包括选择品种、确定用量和用法等内容；表面改性工艺要满足表面改性剂的应用要求，同时要求工艺简单、参数可控性好、产品质量稳定，而且能耗低、污染小；高性能的表面改性机应能够使粉体及表面改性剂的分散性好、粉体与表面改性剂的接触或作用机会均等。
要想充分挖掘粉体改性剂的效果，必须提供一个满足条件环境进行测试，同时配备专业的仪器来判断最终的
使用效果，否则单凭自己的肉眼，出来的效果是很难准确的。
研磨颜料粉
研磨颜料粉
研磨颜料粉的过程是一个将原始颜料粉体通过粉碎、干燥得到超细颜料颗粒的过程。
在研磨过程中，为了达到更好的分散效果和研磨效果，通常需要加入粉体表面改性剂。
这种改性剂可以在颜料颗粒表面吸附一层包覆层，降低颜料的表面能，使颜料颗粒在进一步加工时不易凝聚，从而提高颜料的稳定性和分散性。
具体研磨颜料粉的步骤如下：
1. 将颜料粉倒在玻璃板上。
如果是颜料块，应先压成碎末粉再慢慢地加入亚麻仁油。
2. 同时进行圆圈式研磨，并用调色刀调和，直到获得油画颜料特有的浓稠度。
必须仔细研磨，消除颗粒，使颜料粉与亚麻仁油充分完美地结合。
在研磨过程中，需要注意以下几点：
1. 不同的颜料粉所需要的油量不同，应将颜料粉研磨成膏状。
2. 尽可能多放色粉，少加油。
一般用生亚麻油来调色粉，因为生亚麻油干的慢，易于较长时间保存。
如果作画需要快干，可在颜料粉中加入1：2的达玛油10%。
3. 对于较粗，有颗粒的颜料，可在调油的同时研磨细。
4. 研磨含铅等有毒性颜料时要预防粉末入鼻。
此外，还有一些特殊的颜料需要特殊的处理方法。
例如，白色颜料（特别是锌白）不能与纯油相混，因为白色粉与纯油相混后很快会变色。
这种情况下，最好用乳液调制，可选用纤维素、干酪素乳液结合剂。
这类乳液干的很快，调制好的颜色一定要密封装好，用多少取多少。
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颜料粉体研磨过程中，粉体改性剂的作用
颜料分为无机颜料和有机颜料两种，主要应用于涂料、油墨、印染、塑料制品、造纸、橡胶制品和陶瓷等行业，为各类产品提供多姿的色彩。
制备原始颜料粉体是滤饼的状态，通过粉碎、干燥得到超细的颜料颗粒，颜料的质量，除了色光、着色力、遮盖力、各种耐性等性能要求以外，分散性或易研磨性是一项很重要的指标，直接关系到所生产的油墨和涂料的色强、细度、光泽度等重要的质量指标，分散效果好的还可以缩短生产涂料时的研磨工时，此时需要在颜料制备的过程中加入粉体表面改性剂来提升颜料颗粒的分散效果和研磨效果。
颜料的分散过程及分散剂的作用
颜料的分散过程可以分为三步：润湿→细化→稳定化混合分散。
第一步是使用润湿剂润湿颜料，使颜料之间的凝聚力减小，便于第二步颜料的粉碎和细化。
粉碎细化后的颜料进一步再做包覆处理，由于颜料经分散细分后，粒径减小，表面积增大，颜料表面自由能也增加，造成细化的颜料不稳定性，当机械研磨能去除以后，颜料粒会再凝集起来。
在颜料研磨过程中，需要加入粉体表面改性剂，在其表面应吸附一层包覆层，使颜料的表面能降低。
当带有包覆层颜料的结合体再度碰撞就不会凝聚起来。
降低新形成的接口表面能，以便在进一步加工时，不至于使颜料产生再凝聚现象。
第三步是将细化后的颜料在熔体中能均匀分散。
由于细化了的颜料表面积增加，进而表面能提高，导致颜料的稳定性降低，颜料之间就容易相互凝聚起来，从而使表面能降低至稳定的状态。
由于吸附了一层包覆层，也使能量下降，比之前的状态要稳定，所以达到了颜料细化和分散的目的。