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无机粉体表面活性剂的选择与应用!

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-22  浏览次数:56
核心提示:新型助磨改性剂,是一种集偶联剂、助磨剂、分散剂、改性剂为一体的新型粉体表面改性剂,用于生产重质碳酸钙,使之粉碎研磨后一次性成为(功能粉体)
无机粉体表面活性剂的选择与应用!

摘要:新型助磨改性剂,是一种集偶联剂、助磨剂、分散剂、改性剂为一体的新型粉体表面改性剂,用于生产重质碳酸钙,使之粉碎研磨后一次性成为(功能粉体)

关键词:重质碳酸钙 助磨改性剂 工艺革新 商业价值

1. 我国重质碳酸钙生产及表面活化技术的现状

    国内重质碳酸钙的生产及活化处理,一般是将重质碳酸钙机械粉碎研磨成粉末之后再采用干法或湿法进行表面改性。然而,对超细重质碳酸钙改性时很大程度是对重钙的二次团聚粒子进行包裹,对颗粒的分散、改性没有起到真正的作用。如:干法改性工艺是将研磨后的超细重钙粉体放置于高速捏合机、连续改性机、滚筒式活化机等改性设备中,加入改性剂进行改性,这样的改性方式很难将已经生成的二次粒子打散。湿法改性则是将研磨后粉体置于水中加入改性剂经混合、搅拌、脱水、烘干后得到的活性碳酸钙。这样的改性方式劳动强度大、电费高、环境污染明显,经过研磨和改性两大工序;不仅不利于提高生产效率,而且也不利于节约成本。(此方法非必要尽量少用)

助磨改性剂的作用机理

    助磨改性剂在粉体研磨前加入,随粗粉或经颚破后的小石块同时进入磨机中研磨,它可在研磨时吸附于物料的新生表面上,减小颗粒断裂时产生裂纹扩展所需的外应力,促进裂纹的扩展。尤其是在超细粉碎过程中,由于外界机械力的作用,颗粒吸收机械能比表面积首先发生变化,同时表面能也发生变化。随着颗粒比表面积和比表面能的增大,相邻原子间的键力发生断裂,这种键力在粉碎后形成的新表面上被自然激活。粉碎初期,新生表面趋向于沿颗粒内部原生微细裂缝或强度减弱的部位生成,因此新生表面上的键力较小。随着粉碎时间的延长及粒径的减小,新生表面上的不饱和程度越发增大,表面能的增大和机械激活作用使得加入的这种助磨偶联剂分子在新生表面上自发地进行物理吸附和化学吸附,其中化学吸附作用更加突出。由于这些分子的吸附降低了表面能,产生了空间位阻,故可以阻止颗粒的再聚集和再结团,起到分散和助磨的作用。

    这种助磨改性剂是一种具有两性结构的化学物质,其分子中的一部分基团能与无机粉体表面的各种官能团反应,形成强有力的化学键合作用,另一部分基团可与高分子聚合物链产生物理缠绕,从而将两种性质差异很大的材料牢固的结合起来,使无机粉体和有机高分子聚合物之间建立起具有特殊功能的“分子桥”。因此,经这种助磨改性剂处理后的粉体已经具有一定的功能基团,可直接作为填充材料用于各种母料和塑料、橡胶制品等行业的填充。

助磨改性剂产品的适用范围

    干法生产的各种粉体,如:重质碳酸钙、所生产的粉体可用于各种塑料、橡胶等基材中。

2.3.5、用法及用量

1、将计量之助磨改性剂(任意比例水稀释开)喷洒在矿石粗粉或小石块表面,随粗粉或小石块同时进入磨机中研磨即可。

2、使用量为粉体或矿石质量的0.07%~0.2%以1250目重质碳酸钙为例:

① 0.1%使用量时:沉体2.0左右
② 0.2使用量时:沉体2.4-2.6(更具矿石不同有所差异)

助磨改性剂生产重钙的六大优势

1.能增加粉体的堆体积

采用助磨改性剂一次性生产的粉体堆体积比原粉体增大20%左右,手感舒适度增加,从商品外观上提高了卖相,其生产的粉体包头更蓬松!

2.改善粉体的品质

    目前,超细粉体的检测数据通常是经过超声波分散或添加分散剂后,用电镜、粒径分析仪等仪器对颗粒进行检测的,然而在自然条件下的超细粉体含有大量的团聚颗粒。二次粒子的存在由于下游用户感觉不到,假性团聚的二次粒子往往会导致高分子复合材强度不高,表面光滑度差的因素。在应用超细粉体时,必须再次将假性团聚的颗粒进行超细化加工和活化处理,这使得粉体超细化与活化成本增加。采用助磨改性剂后,有效解除了传统工艺的弊端。

3.节约了产品生产成本和硬件的投入

    助磨改性剂,在处理重钙中的用量是普通改性剂用量的1/2-1/3,在超细粉体生产中可不再加入其它的助剂,其生产效率提高5-10%,而且将传统的研磨和改性工艺合二为一,既节省厂房、设备、电力再投入,又节约了用电、人工、二次包装、生产管理等费用,同时大大提高生产效率!

4.提高产品品质

    助磨改性剂改善了重质碳酸钙使用厂家的加工性能,提高了下游产品的综合质量。在塑料制品中,流动性也得到大幅度提高,产品表面光洁度和表面平整性同样得到提高,经济效益明显。

5、减少环境污染,社会效益良好

    按照传统工艺,生产活性重质碳酸钙需要进行研磨和活化两道工序,都会产生大量的粉尘,对环境造成了重复污染。即使使用湿法改性减少改性工艺过程的粉尘污染,但工业废水的排放也会造成大量的水污染。助磨偶联剂的使用,大大减少了整个工序中产生的粉尘污染和水污染,同时节约了电能,起到了积极的社会效益。

6、解决了重质碳酸钙的运输与贮存难题

    重质碳酸钙,在运输与贮存过程中吸湿、表面氧化、再团聚现象,对下游产品的影响很大,特别是填充母料行业对重质碳酸钙的运输、贮存要求更高。助磨偶联剂的使用,所得超细活性重质碳酸钙颗粒比较稳定,解决了常年湿度较大的地区重质碳酸钙的运输与贮存问题

使用助磨偶联剂注意事项:

1 .对喷洒计量装置的要求

    在不改变重质碳酸钙生产条件及设备的基础上,要求计量连续﹑均匀加入最好配置不锈钢计量泵,喷洒加入,与粗石块同步输送。

2. 对分级机的要求

    从目前应用的情况来看,由于使用助磨改性剂后,粉体的表面已得到偶联剂包裹。形成了有机界面,而易对布袋毛毡造成粘附性堵塞。所以对脉冲布袋的过风面积,过风量、脉冲功效都提出了更高的要求,否则就会因布袋的堵塞造成粉体的品质波动和产量的下降。

4.3 对粉体设备的要求

    使用助磨改性剂后,粉体的流动性明显增强,因而对粉碎设备,特别旧设备的密封系统提出了要求!

结束语

    助磨改性的研发及广泛应用将促使重质碳酸钙加工业的一次工艺创新,它将更大的发挥重质碳酸钙产品的优势,更好提高其商业价值。目前,助磨改性剂已经大规模地应用于重质碳酸钙和其他无机粉体的生产,其生产工艺的改善、产品质量的提高通过实践得到了证明。随着应用领域的不断扩大,助磨改性剂还会有更多更新的用途,也会帮助更多的企业在市场经济中更具竞争力,创造出更辉煌的业绩。

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