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滑石粉表面改性常用药剂、使用方法及特点

   2024-03-12 粉体技术网1690
核心提示: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
    对滑石粉进行表面改性处理,可提高滑石粉与聚合物的界面亲和性,改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散状态,这样滑石粉在复合材料中就不仅具有增量作用,还能起到增强改性的效果,从而提高复合材料的物理力学性能,使滑石得到更好的应用效果和更广泛的应用领域。


目前,滑石粉常用的表面改性剂主要有钛酸酯、硅烷和铝酸酯偶联剂、磷酸酯、表面活性剂、石蜡和有机高分子等。

1、硅烷偶联剂
改性方法:将硅烷偶联剂(如KH-570)配成溶液,搅拌均匀。将溶液滴入烘干后的滑石粉中,搅拌40-60min,使处理剂充分包覆填料,再经加热烘干即制得改性滑石粉。
应用特性:由硅烷偶联剂进行表面改性的滑石粉作为高分子材料的填料,可使填充体系的强度、模量均有明显的提高,改性效果良好,具有较好的实际应用价值。
2、钛酸酯偶联剂
改性方法:干法工艺为滑石粉在预热至100℃-110℃的高速混合机中搅拌烘干,然后均匀加入计量的钛酸酯偶联剂(用适量的15#白油稀释),搅拌数分钟,即可获得改性滑石粉;湿法工艺为钛酸酯偶联剂用一定量溶剂稀释后,加入一定量滑石粉,于95℃下搅拌30min,过滤烘干得改性滑石粉产品。
应用特性:经钛酸酯偶联剂改性的滑石粉填料可提高与聚丙烯(PP)的相容性,降低体系粘度,增加体系流动性,改善体系加工性能,减少变形,提高尺寸稳定性,扩大PP的应用范围。
3、铝酸酯偶联剂
改性方法:将适量的铝酸酯(如L2型)溶于溶剂(如液体石蜡)中,加入烘干的1250目的微细滑石粉进行研磨30min改性,并在100℃下恒温一段时间,冷却后即得改性产品。
应用特性:用铝酸酯改性后的滑石粉与普通滑石粉相比,在液体石蜡中的粘度显著减小,水渗透时间增大,有机憎水改性效果明显。由铝酸酯改性的滑石粉代替半补强碳黑填充橡胶,其拉伸强度、伸长率等力学性能有所提高。同时,替代量很大。可达到降低成本,减少环境污染的效果。
4、磷酸酯
改性方法:先将滑石粉于80℃搅拌下在磷酸酯的水溶液中预包覆1h,接着于95℃左右干燥;最后再升高温度至125℃,热处理1h。磷酸酯的用量为滑石粉的0.5%-8%。
应用特性:磷酸酯可与滑石粉表面发生化学吸附和物理吸附反应形成表面包覆,增加表面包覆量可改善滑石粉的分散状态,可显著改变填充体系的形态和机械性能。
5、有机高分子
采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和丙烯酸羟丙酯(HPA)对滑石粉体进行表面改性,分别接枝包覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物(PMMA-Co-PBA)层,构成复合粒子


复合粒子制备方法:取经TDI、HPA表面处理并进一步纯化处理的有机化滑石粉粒子、甲苯、引发剂及丙烯酸丁酯(BA)和二乙烯苯(DVB)各适量置于反应釜中,搅拌均匀,在维持温度为75±5℃的情况下,连续滴加下列按适当比例混合的溶液:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、BA、DVB、甲苯、偶氮二异丁腈。滴加完毕后在80±5℃下维持反应2.5h。然后在减压下蒸出溶剂及未反应物(绝对压力约8kPa,温度不小于85℃),然后经索氏萃取器用异丙醇抽提24h,再经洗涤烘干过筛制得表面有机高分子复合滑石粉粒子。


应用特性:包覆高分子后的滑石粉复合粒子混配的材料,其拉伸、冲击强度均较滑石粉直接填充者明显提高,包覆粒子的冲击、拉伸强度大致提高(119±4)%,而经无规共聚柔性高分子包覆的拉伸强度提高136%,冲击强度提高162%。柔性高分子包覆的滑石粉复合粒子混配材料,其增强增韧效果十分明显,而且可在大范围填充下(粒子填充质量分数5%-35%)强韧性增长持续有效(拉伸强度提高1/3,冲击强度提高近2/3)。这种复合粒子是一种行之有效地提高制品综合性能、降低材料成本的新型填充材料,用于电缆料时综合性能良好。

目前,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。因此,在我们熟悉滑石粉各种理化性能及其在各行业中应用特性的同时,要在实验和生产应用中不断总结,不断探索创新,运用现有高科技手段扩大中低档产品的深加工,开发高附加值的产品。随着滑石粉改性技术的进一步发展,其在我国塑料、涂料等行业中必将发挥越来越大的作用。

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