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    粉體表面改性劑大全,配方都在這里了!

    粉體的表面改性主要是依靠表面改性劑在粉體顆粒表面的吸附、反應、包覆或包膜來(lái)實(shí)現的。因此,表面改性劑對于粉體的表面改性或表面處理具有決定性的作用。
     
    目前,市場(chǎng)上常用的表面改性劑主要有偶聯(lián)劑、表面活性劑、有機低聚物、不飽和有機酸、有機硅、水溶性高分子、超分散劑以及金屬氧化物及醇鹽。
     
    1、硅烷偶聯(lián)劑
     
    硅烷偶聯(lián)劑是一類(lèi)具有特殊結構的低分子有機硅化合物,其通式為RSiX3,式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的活性官能團,如氧基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、酰胺基、氨丙基等;X代表能夠水解的烷氧基,如鹵素、烷氧基、酰氧基等。
     
    品種:氨基硅烷(SCA-1113、SCA-1103、SCA-603、SCA-1503、SCA-602、SCA-613等);環(huán)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);硅烷酯類(lèi)(SCA-113、SCA-103等)。

    適用對象:石英、二氧化硅、玻璃纖維、高嶺土、滑石、硅灰石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、云母、葉蠟石、凹凸棒石、海泡石、電氣石等。
     
    選擇硅烷偶聯(lián)劑對無(wú)機粉體進(jìn)行表面改性處理時(shí)一定要考慮聚合物基料的種類(lèi),也即一定要根據表面改性后無(wú)機粉體的應用對象和目的來(lái)仔細選擇硅烷偶聯(lián)劑。
     
    2、鈦酸酯偶聯(lián)劑
     
    鈦酸酯偶聯(lián)劑的通式為(RO)M-Ti-(OX-R’-Y)N,式中1≤M≤4,M+N≤6;R-短碳鏈烷烴基;R’-長(cháng)碳鏈烷烴基;X-C、N、P、S等元素;Y-羥基、氨基、雙鍵等。按其化學(xué)結構可分為3種類(lèi)型:即單烷氧基型、鰲合型和配位型。
     
    品種:單烷氧基型(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)。

    適用對象:碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氧化鈦、氧化鐵、滑石、硅灰石、重晶石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、葉臘石等。
     
    鈦酸酯偶聯(lián)劑在使用過(guò)程中應特別注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
    (1)嚴格控制溫度、防止鈦酸酯偶聯(lián)劑分解。
    (2)盡量避免與具有表面活性劑的助劑并用,因為它們會(huì )干擾鈦酸酯偶聯(lián)劑在界面上的偶聯(lián)反應。如果必須使用這些助劑時(shí),應在無(wú)機粉體、偶聯(lián)劑和聚合物基料充分混合后再加入這些助劑。
    (3)多數鈦酸酯偶聯(lián)劑能不同程度地與酯類(lèi)增塑劑發(fā)生酯交換反應。因此,加藥順序應注意避免首先與酯類(lèi)增塑劑接觸,以避免發(fā)生副反應而失效。
    (4)注意均勻分散。只有鈦酸酯偶聯(lián)劑的均勻分散和與無(wú)機粉體顆粒的均勻作用才能達到均勻包覆改性和減少鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量。
    (5)注意技術(shù)結合,提高偶聯(lián)效果。如鈦酸酯偶聯(lián)劑與其他表面改性劑的并用能產(chǎn)生協(xié)同效應和降低改性成本。
     
    3、鋁酸酯偶聯(lián)劑
     
    鋁酸酯偶聯(lián)劑的化學(xué)通式為:

    Dn代表配位基團,如N、O等;RO-為與無(wú)機粉體表面活潑質(zhì)子或官能團作用的基團;COR’為與高聚物基料作用的基團。
     
    品種:DL系列:411-A、411-B、411-C、411-D、412-A、412-B、414、481、881、882、452、471、472等;F系列:F-1、F-2、F-3、F-4等;H系列:H-2、H-3、H-4;L系列:L-1A、L-1B、L-1H、L-2、L-3A。

    適用對象:重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、滑石粉、石棉粉、鈦白粉、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、鐵紅、鉻黃、炭黑、白炭黑、立德粉、云母粉、高嶺石、膨潤土、煉鋁紅泥、葉蠟石粉、海泡石粉、硅灰石粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纖、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、聚磷酸銨、偏硼酸鋅等。
     
    4、鋯鋁酸鹽偶聯(lián)劑
     
    鋯鋁酸鹽偶聯(lián)劑是由水合氯化氧鋯、氯醇鋁、丙烯醇、羧酸等為原料合成的,分子結構中含有兩個(gè)無(wú)機部分(鋯和鋁)和一個(gè)有機功能配位體。
     
    根據分子中的金屬含量(無(wú)機特性部分的比例)和有機配位基的性質(zhì),鋯鋁酸鹽偶聯(lián)劑可分為7類(lèi),分別適用于填充聚烯烴、聚環(huán)氧樹(shù)脂、尼龍、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、聚氨酯、合成橡膠等的無(wú)機填料的表面處理。

    5、鋁鈦復合偶聯(lián)劑
     
    品種:FT-1、FT–2。
     
    適用對象:滑石、硅灰石、氧化鐵、高嶺土、高嶺土、海泡石、云母、葉蠟石等
     
    6、表面活性劑
     
    表面活性劑分子由性質(zhì)截然不同的兩部分組成,一部分是與油或有機物有親和性的親油基(也稱(chēng)憎水基),另一部分是與水或無(wú)機物有親和性的親水基(也稱(chēng)憎油基)??煞譃殛庪x子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑和非離子表面活性劑。
    親水基可與無(wú)機粉體表面發(fā)生物理、化學(xué)作用,吸附于顆粒表面,親油基朝外,無(wú)機粉體表面由親水性變?yōu)槭杷?,從而改善無(wú)機粉體材料與有機物的親和性,提高其在塑料、橡膠、膠粘劑等高聚物基復合材料填充時(shí)的相容性和在涂料中的分散性。
     
    陰離子表面活性劑品種:硬脂酸(鹽)、磺酸鹽及其脂、高級磷酸酯鹽。
    適用對象:輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。
     
    陽(yáng)離子表面活性劑品種:高級胺鹽(伯胺、仲胺、叔胺及季銨鹽)。
    適用對象:輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。
     
    非離子表面活性劑品種:聚乙二醇型、多元醇型。
    適用對象:輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。
     
    7、水溶性高分子
     
    水溶性高分子又稱(chēng)水溶性樹(shù)脂或水溶性聚合物,是一種親水性的高分子材料,在水中能溶解形成溶液或分散液。水溶性高分子可以分為三大類(lèi),即天然水溶性高分子、半合成水溶性高分子和合成水溶性高分子。目前,粉體表面改性用的主要是合成水溶性高分子的聚合類(lèi)樹(shù)脂。
     
    品種:聚丙烯酸(鹽)、聚丙烯酸(鹽)及其共聚物、聚乙烯醇、聚馬來(lái)酸等。

    適用對象:碳酸鈣、磷酸鈣、硅灰石、滑石、鐵紅、顏料等。
     
    8、有機硅
     
    有機硅是以硅氧烷鏈為憎水基、聚氧乙烯鏈、羧基、酮基或其他極性基團為親水基的一類(lèi)特殊類(lèi)型的表面活性劑,俗稱(chēng)硅油或硅樹(shù)脂。
     
    品種:二甲基硅油、甲基硅油、羥基硅油、含氫硅油等。

    適用對象:二氧化硅、高嶺土、顏料等。
     

    9、不飽和有機酸和有機低聚物

     

    不飽和有機酸作為無(wú)機填料的表面改性劑一般帶有一個(gè)或多個(gè)不飽和雙鍵或多個(gè)經(jīng)基,碳原子數一般在10以下。一般來(lái)說(shuō),酸性越強,越容易形成離子鍵。
     
    不飽和有機酸品種:丙烯酸、甲基丙烯酸、定烯酸、馬來(lái)酸、肉桂酸、衣康酸、山梨酸、氯丙烯酸等。
    適用對象:長(cháng)石、陶土、紅泥、氫氧化鋁、二氧化硅等。
     
    聚烯烴低聚物有較高的黏附性能,可以和無(wú)機粉體較好地浸潤、黏附、包覆。因此,常用做涂料消光劑(一種高孔體積沉淀二氧化硅)的表面包覆改性劑。
     
    有機低聚物品種:無(wú)規聚丙烯、聚乙烯蠟、環(huán)氧樹(shù)脂等。
    適用對象:二氧化硅、云母、碳酸鈣等。

    10、超分散劑
     
    超分散劑除了廣泛應用于油墨和涂料工業(yè)外,用于陶瓷粉體分散,可提高分散體系固體含量,增加穩定性,消除陶瓷結構微觀(guān)不均勻性;用于復合材料中,超分散劑不僅可以增加填料填充量,而且可以提高填料的分散度,增強填料與高聚物基料界面之間的結合力,改善復合材料的力學(xué)性能。

    11、無(wú)機表面改性劑
     
    沉淀包膜改性常用無(wú)機表面改性劑,其改性的物料(基質(zhì))一般也是無(wú)機物。
     
    品種:鈦鹽、鉻鹽、鐵鹽、硅酸鹽、鋁鹽、鎂鹽、鋯鹽、鋅鹽、鎘鹽等。


    適用對象:云母、高嶺石、滑石、鈦白粉、氧化鋁、氧化鎂、顏料等。
     
    最后,要強調的是,表面改性劑配方(品種、用量和用法)具有針對性很強,即具有一把鑰匙開(kāi)一把鎖的特點(diǎn)。因此,在選擇表面改性劑時(shí),應盡可能選擇能與粉體顆粒表面進(jìn)行化學(xué)反應或化學(xué)吸附的表面改性劑,同時(shí),還必須考慮粉體原料的性質(zhì)、產(chǎn)品用途、產(chǎn)品質(zhì)量標準或要求、改性工藝以及成本、環(huán)保等因素。
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