粉體表面改性

1、 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)4.4.1 概述概述 4.4.2 粉體表面改性方法粉體表面改性方法 4.4.3 表面改性工藝表面改性工藝 4.4.4 表面改性設(shè)備表面改性設(shè)備 4.4.5 表面改性劑表面改性劑 4.4.6 表面改性產(chǎn)品的表征與檢測(cè)表面改性產(chǎn)品的表征與檢測(cè)4.4 粉體表面改性粉體表面改性 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)4.4.1 概述概述 一、粉體表面改性概念一、粉體表面改性概念 粉體表面改性粉體表面改性(powder surface modification or surface treatment

2、) 是指用物理、化學(xué)、機(jī)械等方法對(duì)粉體材料表面或界面進(jìn)行處理，有目的地改變粉體材料表面的物理化學(xué)性質(zhì)，如表面能、表面潤濕性、電性、吸附和反應(yīng)特性、表面結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)等等，以滿足現(xiàn)代新材料、新工藝和新技術(shù)發(fā)展的需要。 未來無機(jī)填料發(fā)展的三大方向未來無機(jī)填料發(fā)展的三大方向： （1）粒徑微細(xì)化（2）表面活性化（3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜化 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 二、表面改性的目的二、表面改性的目的（1）改善粉體顆粒的分散性、穩(wěn)定性和相容性。）改善粉體顆粒的分散性、穩(wěn)定性和相容性。（2）提高粉體顆粒的化學(xué)穩(wěn)定性，如耐藥性、耐光性、）提高粉體顆粒的化學(xué)穩(wěn)定性，如耐藥性、

3、耐光性、 耐候性等。耐候性等。（3）改變粉體的物理性質(zhì)，如光學(xué)效應(yīng)、機(jī)械強(qiáng)度等。）改變粉體的物理性質(zhì)，如光學(xué)效應(yīng)、機(jī)械強(qiáng)度等。（4）出于環(huán)保和安全生產(chǎn)目的。）出于環(huán)保和安全生產(chǎn)目的。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 三 、粉體表面改性技術(shù)的應(yīng)用粉體表面改性技術(shù)的應(yīng)用 (1)(1)有機(jī)有機(jī)/ /無機(jī)復(fù)合材料無機(jī)復(fù)合材料(塑料、橡膠等）：改善無機(jī)填料（包括增量無機(jī)填料和功能性無機(jī)填料）與有機(jī)（高聚物）基料的相容性，提高其分散性及復(fù)合材料的綜合性能 (2)(2)油漆、涂料油漆、涂料：提高涂料、油漆中顏料的分散性并改善涂料的光澤、著色力、遮蓋力和耐候性、耐熱性、

4、保光性、保色性等 (3)無機(jī)無機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料無機(jī)復(fù)合材料：提高無機(jī)組分，特別是小比例無機(jī)組分在大比例無機(jī)組分中的分散性，如陶瓷顏料和多相陶瓷材料 (4)吸附與催化材料吸附與催化材料：提高選擇性、活性和機(jī)械強(qiáng)度 (5)健康與環(huán)境保護(hù)健康與環(huán)境保護(hù) (6)超細(xì)和納米粉體制備中的抗團(tuán)聚超細(xì)和納米粉體制備中的抗團(tuán)聚 (7) 其它（插層改性）其它（插層改性） 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 四、粉體表面改性的主要研究?jī)?nèi)容四、粉體表面改性的主要研究?jī)?nèi)容 (1) (1)粉體表面改性的原理和方法粉體表面改性的原理和方法v表面或界面性質(zhì)與其應(yīng)用性能的關(guān)系；v表面或界面與

5、表面改性劑或處理劑的作用機(jī)理和作用模型；v各種表面改性方法的基本原理或理論基礎(chǔ)，包括表面改性處理過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，模擬和化學(xué)計(jì)算等。 (2) (2)表面改性劑及其配方表面改性劑及其配方v種類、結(jié)構(gòu)、分子量、活性基團(tuán)與其應(yīng)用性能或功能的關(guān)系；v與粉體表面及復(fù)合材料的作用機(jī)理和作用模型；v用量和使用方法；v新型和專用表面改性劑的制備或合成。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) (3)(3)表面改性工藝與設(shè)備表面改性工藝與設(shè)備v不同種類和不同用途粉體表面改性的工藝流程和工藝條件；v不同種類和不同用途粉體的表面改性配方；v影響表面改性效果的因素；v高性能和專用改

6、性設(shè)備的研制開發(fā)。 (4)(4)過程控制與產(chǎn)品表征與檢測(cè)技術(shù)過程控制與產(chǎn)品表征與檢測(cè)技術(shù)v過程溫度、濃度、酸度、時(shí)間及表面改性劑用量、表面包覆率或包膜厚度等監(jiān)控技術(shù)；v表面改性產(chǎn)品的表征與檢測(cè)（直接檢測(cè)和表征）方法及儀器；v控制參數(shù)與指標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系及過程的智能化控制等。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)五、粉體表面的主要物理化學(xué)性質(zhì)五、粉體表面的主要物理化學(xué)性質(zhì) 與粉體應(yīng)用及表面改性有關(guān)的粉體表面及界面特性主要有：比表面積、表面能、表面化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)、表面潤濕性、表面電性、孔隙結(jié)構(gòu)和孔徑分布等。 1. 比表面積比表面積 單位質(zhì)量的表面積，單

7、位為m2/g或cm2/g。是確定表面改性劑用量的主要依據(jù)之一。比表面積越大，達(dá)到同樣包覆率所需的表面改性劑的用量就越多。 設(shè)sw代表粉體物料的比表面積，d代表顆粒粉體物料的平均直徑，則有以下關(guān)系存在： sw=k/d -密度；k-顆粒的形狀系數(shù)，對(duì)于球形粉體k=6。 只要知道粉體的平均粒徑，就可以計(jì)算其比表面積。粉體粒度測(cè)定儀都有這個(gè)功能。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 2、表面能、表面能 粉體的表面能與粉體的結(jié)構(gòu)、原子之間的鍵型和結(jié)合力、粉體的表面能與粉體的結(jié)構(gòu)、原子之間的鍵型和結(jié)合力、表面的原子數(shù)、表面官能團(tuán)等有關(guān)。表面的原子數(shù)、表面官能團(tuán)等有關(guān)。

8、物料粉碎后產(chǎn)生了新的表面，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樾律砻嫖锪戏鬯楹螽a(chǎn)生了新的表面，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樾律砻娴谋砻婺?。的表面能?粉體的表面能與以下兩點(diǎn)關(guān)系很大：粉體的表面能與以下兩點(diǎn)關(guān)系很大： （1）表面改性劑和粉體表面的作用）表面改性劑和粉體表面的作用 ； （2）粉體的應(yīng)用性能。）粉體的應(yīng)用性能。 通常：表面能越高，吸附性越強(qiáng)，越容易團(tuán)聚，越不易在通常：表面能越高，吸附性越強(qiáng)，越容易團(tuán)聚，越不易在高聚物中均勻分散。對(duì)無機(jī)填料進(jìn)行有機(jī)表面改性實(shí)際上就是高聚物中均勻分散。對(duì)無機(jī)填料進(jìn)行有機(jī)表面改性實(shí)際上就是降低其表面能，使其不產(chǎn)生團(tuán)聚。降低其表面能，使其不產(chǎn)生團(tuán)聚。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦

9、物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)3、表面潤濕性、表面潤濕性接觸角，楊氏方程。接觸角，楊氏方程。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 4、表面吸附特性、表面吸附特性 當(dāng)氣相或液相中的分子（或原子）碰撞在粉體表面時(shí)，由于它們之間的相互作用，使一些分子（原子、離子）停留在粉體表面，造成這些分子（或原子、離子）在粉體表面上的濃度比在氣相或液相中的濃度大，這種現(xiàn)象稱為吸附吸附。 通常稱粉體為吸附劑吸附劑，被吸附的物質(zhì)為吸附質(zhì)吸附質(zhì)。 粉體的比表面積越大，吸附現(xiàn)象就越明顯。 粉體對(duì)液體或氣體的吸附按其作用力的性質(zhì)不同可分為物理物理吸附吸附和化學(xué)吸附化學(xué)吸附兩種類型。

10、兩者本質(zhì)的區(qū)別是吸附劑與吸附質(zhì)之間有無電子轉(zhuǎn)移。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 物理吸附的特征物理吸附的特征：吸附劑與吸附質(zhì)之間無電子轉(zhuǎn)移，吸附熱小，吸附無選擇性，其結(jié)合力主要是范德華力和靜電引力，而且是可逆的多層吸附。 化學(xué)吸附的特征化學(xué)吸附的特征：吸附劑與吸附質(zhì)之間有電子轉(zhuǎn)移，形成化學(xué)鍵，吸附熱大，吸附有選擇性，而且是非可逆的單層吸附。 被物理吸附的吸附質(zhì)，可以沿著固體表面位移；而化學(xué)吸附的吸附質(zhì)由于形成化學(xué)鍵，所以是定位的。 固體自溶液中的吸附是最常見的吸附現(xiàn)象之一，粉體的濕法表面改性過程實(shí)際上就是粉體（吸附劑）吸附溶液中表面改性劑分子（溶液中的

11、某一組分）的過程。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 5、表面電性、表面電性 雙電層雙電層電位電位 6、表面的化學(xué)性質(zhì)、表面的化學(xué)性質(zhì) 粉體表面的化學(xué)性質(zhì)與粉體物料的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)粉體表面的化學(xué)性質(zhì)與粉體物料的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、表面吸附物等有關(guān)，它決定了粉體在一定條件下組成、表面吸附物等有關(guān)，它決定了粉體在一定條件下的吸附和化學(xué)反應(yīng)活性以及表面電性和潤濕性等，對(duì)其的吸附和化學(xué)反應(yīng)活性以及表面電性和潤濕性等，對(duì)其應(yīng)用性能以及與表面改性劑分子的作用有重要影響。應(yīng)用性能以及與表面改性劑分子的作用有重要影響。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技

12、術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)4.4.2 粉體表面改性方法粉體表面改性方法 一、一、物理涂覆物理涂覆 利用高聚物或樹脂利用高聚物或樹脂等表面改性劑對(duì)粉體表面進(jìn)行物理處理而達(dá)等表面改性劑對(duì)粉體表面進(jìn)行物理處理而達(dá)到表面改性的工藝方法到表面改性的工藝方法，是一種對(duì)粉體表面進(jìn)行簡(jiǎn)單改性的工藝。如：樹脂涂敷石英沙：提高精細(xì)鑄造沙的粘結(jié)性、抗開裂性。 （1）冷法冷法：粉狀樹脂沙溶劑混碾干燥篩分 （2）熱法熱法：石英沙加熱（140160）樹脂混沙機(jī)烏洛托品（殼模形成時(shí)使樹脂固化） 激冷硬脂酸鈣（防結(jié)塊） 出沙破碎篩分產(chǎn)品 主要影響因素:顆粒的粒度、形狀、比表面積、孔隙率、涂敷劑的種類、用量、用法、涂敷處理工藝等。 實(shí)

13、驗(yàn)表明：無孔隙的高密度球形顆粒的涂敷效果最好無孔隙的高密度球形顆粒的涂敷效果最好。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 二、化學(xué)包覆二、化學(xué)包覆 利用吸附或化學(xué)反應(yīng)使顆粒表面改性的方法。除利用表面官能團(tuán)改性外,還包括利用游離基反應(yīng)、溶膠吸附等. 表面改性劑表面改性劑：硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、鋯鋁酸鹽等偶聯(lián)劑、高級(jí)脂肪酸及其鹽、有機(jī)銨鹽、磷酸酯、不飽和有機(jī)酸、水溶性高分子及其他表面活性劑等 影響因素影響因素：(1)粉體的表面性質(zhì)； (2)表面改性劑的配方； (3)表面改性工藝； (4)表面改性設(shè)備等。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加

14、工技術(shù)基礎(chǔ) 三、沉淀包膜三、沉淀包膜 利用沉淀反應(yīng)，在顆粒表面形成一層或多層利用沉淀反應(yīng)，在顆粒表面形成一層或多層“包膜包膜”，以達(dá)到，以達(dá)到改善粉體表面性質(zhì)，改善粉體表面性質(zhì)，如光澤、著色力、遮蓋力、保色性、耐候性、如光澤、著色力、遮蓋力、保色性、耐候性、電、磁、熱性和體相性質(zhì)等目的。電、磁、熱性和體相性質(zhì)等目的。 一般采用一般采用濕法工藝濕法工藝。 影響因素影響因素主要有漿液的主要有漿液的ph、濃度、濃度、反應(yīng)溫度和時(shí)間，反應(yīng)溫度和時(shí)間，顆粒顆粒粒度粒度、形狀及后續(xù)處理工序、形狀及后續(xù)處理工序(洗滌、脫水、干燥或焙燒洗滌、脫水、干燥或焙燒)等。其中等。其中ph及溫度、濃度因直接影響無機(jī)改性

15、劑在溶液中的水解產(chǎn)物及溫度、濃度因直接影響無機(jī)改性劑在溶液中的水解產(chǎn)物,是是最重要的影響因素之一。最重要的影響因素之一。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)舉例：納米舉例：納米tio2/硅藻土硅藻土制備工藝制備工藝提純提純硅藻土硅藻土制漿制漿水解水解沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)洗滌過濾洗滌過濾干燥干燥煅燒煅燒配制配制鈦的無機(jī)化合物鈦的無機(jī)化合物樣品樣品 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室改性裝置實(shí)驗(yàn)室改性裝置 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) sem表面形貌 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬

16、礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) tem剖面分析0.9m250 nmab0.6m0.9m40 nm 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 四、機(jī)械力化學(xué)四、機(jī)械力化學(xué)改性改性 利用超細(xì)粉碎及其它強(qiáng)烈機(jī)械作用對(duì)粉體表面進(jìn)行激活，在一定程度上改變顆粒表面的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)吸附和反應(yīng)活性（增加表面活性點(diǎn)或活性基團(tuán)）等。 激活設(shè)備：各種類型的球磨機(jī)、氣流磨及高速機(jī)械沖擊式磨機(jī)等。 主要影響因素：設(shè)備類型、作用方式、作用環(huán)境（干、濕、添加劑）、作用時(shí)間以及粉體的粒度和比表面積等 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 五、高能改性及其

17、他方法五、高能改性及其他方法 高能改性：利用紫外線、紅外線、電暈放電和等離子體照射等方法進(jìn)行表面處理， 將這些方法與前述各種改性方法并用，效果更好。 酸堿處理、化學(xué)氣相沉積（cvd）和物理沉積（pvd）等。 六、復(fù)合改性六、復(fù)合改性 采用兩種以上方法對(duì)粉體進(jìn)行表面處理的工藝方法，如機(jī)械化學(xué)與化學(xué)包覆的復(fù)合、沉淀反應(yīng)與化學(xué)包覆的復(fù)合，高能輻射與表面包覆的復(fù)合等等。 機(jī)械化學(xué)與表面包覆處理是在粉碎過程中添加表面改性劑，使顆粒在粒度減小過程中達(dá)到表面有機(jī)化學(xué)包覆改性。 沉淀反應(yīng)與表面包覆處理是在沉淀包膜改性之后再進(jìn)行表面化學(xué)包覆。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基

18、礎(chǔ)表面改性影響因素表面改性影響因素(1)(1)粉體的表面性質(zhì)粉體的表面性質(zhì)粒度粒度：越細(xì)，表面積越大，則改性劑用量大；比表面能比表面能：較大的會(huì)團(tuán)聚，需事先解聚；表面官能團(tuán)表面官能團(tuán)：決定物理吸附還是化學(xué)吸附，如：硅烷偶聯(lián)劑適用石英及硅灰石等而不適用碳酸鈣；酸堿性酸堿性：無機(jī)填料改性時(shí)，酸性表面（如sio2)時(shí)， 胺羧酸醇苯酚；中性表面時(shí)（al2o3、fe2o3)等，羧酸胺苯酚醇；堿性表面時(shí)（mgo、cao)，羧酸苯酚胺醇。含水量含水量：象陶土、滑石粉等表面含水量較大的礦物，不適合用單烷氧基型而適合螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) (

19、2) (2)表面改性劑的配方表面改性劑的配方 品種品種：選擇能夠化學(xué)吸附的改性劑；根據(jù)用途來選擇（如塑料、橡膠、油性涂料選親油型；電纜絕緣考慮介電性能及電阻率；水性涂料選親水性）；避免改性劑造成體系中其他組分功能的失效；改性劑分解溫度高于加工溫度；考慮改性劑水溶性決定改性工藝；價(jià)格和環(huán)境因素也要考慮。 用量用量：理論上在顆粒表面達(dá)到單分子層吸附所需的用量為最佳用量，實(shí)際上最佳用量要通過實(shí)驗(yàn)來確定。對(duì)于濕法改性實(shí)際用量要大于達(dá)到單分子層吸附所需的量。 使用方法使用方法：配制（先水解）、添加（均勻充分接觸）及加藥順序（先加化學(xué)吸附的）。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加

20、工技術(shù)基礎(chǔ) （3 3）表面改性工藝）表面改性工藝 配方確定后，改性工藝是包覆改性效果的重要影響因素之一。 考慮改性劑的水溶性、水解性、沸點(diǎn)或分解溫度； 考慮前段粉體制備作業(yè)是干法還是濕法； 工藝條件：反應(yīng)溫度（溶劑溶解的改性劑）和反應(yīng)時(shí)間（控制包覆量）。 （4 4）表面改性設(shè)備）表面改性設(shè)備 對(duì)粉體及表面改性劑的分散性； 粉體與表面改性劑的接觸或作用機(jī)會(huì)； 方便調(diào)節(jié)溫度和停留時(shí)間； 單位產(chǎn)品能耗和磨耗； 粉塵污染問題； 設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)4.4.3 表面改性工藝表面改性工藝 一、干法工藝一、干法工藝 干法改性工藝是粉體在干態(tài)

21、下或干燥后在改性設(shè)備中進(jìn)行干法改性工藝是粉體在干態(tài)下或干燥后在改性設(shè)備中進(jìn)行強(qiáng)烈機(jī)械分散，同時(shí)添加配置好的表面改性劑在一定溫度下進(jìn)強(qiáng)烈機(jī)械分散，同時(shí)添加配置好的表面改性劑在一定溫度下進(jìn)行表面改性的工藝。行表面改性的工藝。 干法改性工藝簡(jiǎn)單、適用于各種有機(jī)表面改性劑，特別是干法改性工藝簡(jiǎn)單、適用于各種有機(jī)表面改性劑，特別是非水溶性的各種表面改性劑的物理或化學(xué)包覆改性。非水溶性的各種表面改性劑的物理或化學(xué)包覆改性。 表面改性劑的分散和表面包覆的均勻性取決于表面改性設(shè)備表面改性劑的分散和表面包覆的均勻性取決于表面改性設(shè)備。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 二、

22、濕二、濕法工藝法工藝 濕法改性工藝是在一定固液比的漿料中添加配置好的表面濕法改性工藝是在一定固液比的漿料中添加配置好的表面改性劑，在機(jī)械攪拌分散和一定溫度條件下進(jìn)行表面改性的工藝。改性劑，在機(jī)械攪拌分散和一定溫度條件下進(jìn)行表面改性的工藝。 適用于各種可水溶適用于各種可水溶/ /水解的有機(jī)表面改性劑、水解的有機(jī)表面改性劑、無機(jī)表面改性無機(jī)表面改性劑（劑（沉淀反應(yīng)包膜）沉淀反應(yīng)包膜）。 具有表面改性劑分散較好、表面包覆較均勻等特點(diǎn)，但要后具有表面改性劑分散較好、表面包覆較均勻等特點(diǎn)，但要后續(xù)干燥作業(yè)。因此，特別適用于前段為濕式制粉作業(yè)而后又需要續(xù)干燥作業(yè)。因此，特別適用于前段為濕式制粉作業(yè)而后又需

23、要干燥的場(chǎng)合。干燥的場(chǎng)合。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 三、粉碎與表面改性合二為一工藝三、粉碎與表面改性合二為一工藝 通過在機(jī)械粉碎過程中添加表面改性劑在粒度減小的同時(shí)對(duì)通過在機(jī)械粉碎過程中添加表面改性劑在粒度減小的同時(shí)對(duì)粉體顆粒進(jìn)行表面改性。粉體顆粒進(jìn)行表面改性。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可以簡(jiǎn)化工藝，某些表面改性劑可在一定程度上提高：可以簡(jiǎn)化工藝，某些表面改性劑可在一定程度上提高粉碎效率。粉碎效率。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：溫度難以控制，局部的過高溫升可能破壞改性劑的分：溫度難以控制，局部的過高溫升可能破壞改性劑的分子結(jié)構(gòu)。此外，由于粉碎過程中顆粒不斷被粉碎、產(chǎn)生新表面，子

24、結(jié)構(gòu)。此外，由于粉碎過程中顆粒不斷被粉碎、產(chǎn)生新表面，顆粒包覆不均勻顆粒包覆不均勻 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 四、干燥與表面改性合二為一工藝四、干燥與表面改性合二為一工藝 通過在粉體干燥過程中添加表面改性劑在濕粉體脫水的同通過在粉體干燥過程中添加表面改性劑在濕粉體脫水的同時(shí)對(duì)粉體顆粒進(jìn)行表面改性。時(shí)對(duì)粉體顆粒進(jìn)行表面改性。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):可以簡(jiǎn)化工藝可以簡(jiǎn)化工藝 問題問題：干燥溫度一般在：干燥溫度一般在200c以上，干燥過程中加入的較以上，干燥過程中加入的較低沸點(diǎn)改性劑可能被分解或蒸發(fā)；若在干燥后出料前加入改性低沸點(diǎn)改性劑可能被分解或蒸發(fā)；若在干燥后出

25、料前加入改性劑，則作用時(shí)間較短。劑，則作用時(shí)間較短。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)表面改性方法和工藝的選擇表面改性方法和工藝的選擇 選擇依據(jù)：選擇依據(jù)：v粉體表面改性的目的和要求；粉體表面改性的目的和要求；v粉體的特性；粉體的特性；v粉體制備工藝；粉體制備工藝；v表面改性劑的品種（性質(zhì)）和用法。表面改性劑的品種（性質(zhì)）和用法。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)4.4.4 表面改性設(shè)備表面改性設(shè)備 高性能表面改性設(shè)備基本工藝特性高性能表面改性設(shè)備基本工藝特性： 對(duì)粉體及表面改性劑的分散性好； 粉體與表面改性劑的作用機(jī)

26、會(huì)均等； 改性溫度和時(shí)間可調(diào)； 單位產(chǎn)品能耗低、磨耗?。?無粉塵污染或污染少； 操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行平穩(wěn)。 一、干法表面改性設(shè)備一、干法表面改性設(shè)備 高速加熱混(捏)合機(jī)； slg連續(xù)粉體表面改性機(jī)； hyb高速?zèng)_擊式表面改性機(jī)； 1200型混合機(jī)； 機(jī)械融合改性機(jī)； 流態(tài)化改性機(jī)； 兼具粉碎或干燥功能的表面改性機(jī)。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)高速加熱混高速加熱混(捏捏)合機(jī)合機(jī) 高速加熱式混合機(jī)是無機(jī)粉高速加熱式混合機(jī)是無機(jī)粉體（如無機(jī)填料或顏料）表面化體（如無機(jī)填料或顏料）表面化學(xué)包覆改性常用的設(shè)備之一。學(xué)包覆改性常用的設(shè)備之一。 1回轉(zhuǎn)蓋；回轉(zhuǎn)蓋；2

27、外套；外套；3折流板；折流板；4葉輪；葉輪；5驅(qū)動(dòng)軸；驅(qū)動(dòng)軸；6排料口；排料口；7排料汽缸；排料汽缸；8夾套夾套 高位式高位式 普通式普通式 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 高速加熱混合機(jī)高速加熱混合機(jī)工作效果影響因素有工作效果影響因素有： （1）葉輪的形狀對(duì)混合效果起關(guān)鍵作用； （2）葉輪最大回轉(zhuǎn)半徑和混合室半徑之差（即葉輪外緣與混合室壁間隙）； （3）物料填充率也是影響表面改性效果的一個(gè)因素 ，一般認(rèn)為填充率為0.50.7，對(duì)于高位式葉輪，填充率可達(dá)到0.9。 高速加熱混合機(jī)是一種間歇式的批量粉體表面改性設(shè)備，高速加熱混合機(jī)是一種間歇式的批量粉體表面

28、改性設(shè)備，它的處理時(shí)間可長(zhǎng)可短，很適合中、小批量粉體的表面化學(xué)包它的處理時(shí)間可長(zhǎng)可短，很適合中、小批量粉體的表面化學(xué)包覆改性和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行改性劑配方試驗(yàn)研究。覆改性和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行改性劑配方試驗(yàn)研究。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)slg連續(xù)粉體表面改性機(jī)連續(xù)粉體表面改性機(jī) slg型粉體表面改性機(jī)是一種連續(xù)干式粉體表面改性機(jī) 。 改性腔中，特殊設(shè)計(jì)的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和定子與粉體物料的沖擊、剪切和摩擦作用產(chǎn)生粉體表面改性所需的溫度。這一溫度可以通過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、粉料通過的速度或給料速度以及風(fēng)門的大

29、小來調(diào)節(jié)，最高可達(dá)到140。 同時(shí)轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)強(qiáng)制粉體物料松散并形成渦旋二相流，使表面改性劑能迅速、均勻地與顆粒表面作用，包覆于顆粒表面1- 溫度計(jì)；溫度計(jì)；2-出料門；出料門；3-進(jìn)風(fēng)口；進(jìn)風(fēng)口；4-風(fēng)管；風(fēng)管；5-主機(jī)；主機(jī)；6-進(jìn)料口；進(jìn)料口；7-計(jì)量泵；計(jì)量泵；8-喂料機(jī)喂料機(jī) 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)1-給料裝置；2-給藥裝置；3-slg型連續(xù)粉體表面改性機(jī)；4-旋風(fēng)集料器；5-除塵器 slg型連續(xù)粉體表面改性機(jī)工藝配置圖型連續(xù)粉體表面改性機(jī)工藝配置圖 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)slgslg連

30、續(xù)粉體表面改性機(jī)工藝配置及主要技術(shù)參數(shù)連續(xù)粉體表面改性機(jī)工藝配置及主要技術(shù)參數(shù) 工藝由給料裝置、給藥裝置、slg型連續(xù)粉體表面改性機(jī)、旋風(fēng)集料器、除塵器等組成。 主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)slg-電機(jī)功率, kw轉(zhuǎn)速, r/min加熱方式生產(chǎn)方式生產(chǎn)能力, t/h外形尺寸, m3/30055.54500自摩擦連續(xù) 0.51.0 6.81.763/6001112700自摩擦連續(xù) 2.03.011.52.87 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)slgslg連續(xù)粉體表面改性機(jī)應(yīng)用連續(xù)粉體表面改性機(jī)應(yīng)用 無機(jī)粉體的干法（連續(xù)式）表面物理和化學(xué)有機(jī)包覆改性； 納米粉

31、體的分散解聚； 輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、滑石、氫氧化鎂、氫氧化鋁、納米氧化鋅、納米碳酸鈣等。主要影響工藝因素主要影響工藝因素 v物料的水分含量：原料的水分含量1 ；v改性溫度：適中；v給料速度 ：適當(dāng)。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)hyb高速?zèng)_擊式表面改性機(jī)高速?zèng)_擊式表面改性機(jī)1投料口；2循環(huán)回路 ；3定子；4夾套；5轉(zhuǎn)子；6翼片；7排料口；8排料閥 工作原理工作原理：投入機(jī)內(nèi)的物料在轉(zhuǎn)子、定子等部件的作用下被迅速分散，同時(shí)不斷受到以沖擊力為主的包括顆粒相互間的壓縮、摩擦和剪切力等諸多力的作用，在短時(shí)間內(nèi)均勻地完成包覆、成膜或球形化

32、處理。 加工過程是間隙式的，計(jì)量給料機(jī)與間隙處理連動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連續(xù)、自動(dòng)運(yùn)行。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)hybhyb高速?zèng)_擊式表面改性機(jī)主要技術(shù)參數(shù)高速?zèng)_擊式表面改性機(jī)主要技術(shù)參數(shù)型 號(hào)轉(zhuǎn)子直徑，mm動(dòng)力，kw處理量，kg/h設(shè)備重量，kgnhs-11183.75.53.5140nhs-22307.511.06.0350nhs-333015.022.015800nhs-447030.045.0352000nhs-567055.090.0504200操作條件操作條件：轉(zhuǎn)速、處理時(shí)間或物料停留時(shí)間、溫度、氣氛、投料量等。應(yīng)用應(yīng)用：粉體材料（如顏料、

33、無機(jī)填料、藥品、金屬粉、墨粉等）的包覆改性、膠囊化或包膜和球形化等處理。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 1200型混合機(jī)型混合機(jī) 一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu) 臥式槳葉混合機(jī)是一種以臥式筒體和單軸多槳為結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的臥式槳葉混合機(jī)是一種以臥式筒體和單軸多槳為結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的間歇式粉體表面改性機(jī)。間歇式粉體表面改性機(jī)。 主軸主軸為主要工作部件。主軸長(zhǎng)為主要工作部件。主軸長(zhǎng)3005mm，直徑，直徑d=100mm；主；主軸沿徑向方向分部裝有軸沿徑向方向分部裝有19根漿葉。根漿葉。 筒體分別由筒體分別由內(nèi)筒內(nèi)筒和和外筒外筒（夾套體）組成，內(nèi)筒體直徑（夾套體）組成，內(nèi)筒體直徑 =12

34、00mm，長(zhǎng)，長(zhǎng)l=1950mm，用厚為，用厚為10mm的不銹鋼制成；外筒的不銹鋼制成；外筒體內(nèi)徑體內(nèi)徑 =1200mm，長(zhǎng)，長(zhǎng)l=1950mm，用，用6mm碳鋼制成碳鋼制成 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)1-電機(jī); 2-小皮帶輪; 3-大皮帶輪；4-減速機(jī); 5-聯(lián)軸器; 6-主軸;7-漿葉; 8-內(nèi)套; 9-外筒體; 10-人孔; 11-碟閥; 12-端蓋; 13-軸承座 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 1200型混合機(jī)型混合機(jī)工作原理工作原理 粉料和表面改性劑在漿葉的作用下，一方面沿筒體內(nèi)壁作軸向和徑向滾動(dòng)，

35、另一方面粉料又沿漿葉兩側(cè)與主軸帶有15傾斜角的法線方向飛濺，在內(nèi)筒體整個(gè)空間使物料不斷地對(duì)流、擴(kuò)散，從而達(dá)到使表面改性劑均勻包覆于粉料顆粒表面的目的。主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)容器內(nèi)容器內(nèi)夾套內(nèi)夾套內(nèi)工作溫度，c100135設(shè)計(jì)溫度， c147147全容積，m32.21/處理能力，kg/h600電機(jī)功率，kw11主軸轉(zhuǎn)速，r/min60 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ) 1200型混合機(jī)型混合機(jī)特點(diǎn)特點(diǎn) 攪拌漿葉帶有傾角，混合均勻、徹底、表面改性劑不產(chǎn)生偏析；混合同時(shí)具有烘干作用。應(yīng)用應(yīng)用 輕質(zhì)碳酸鈣（pcc）、重質(zhì)碳酸鈣（gcc）等的表面活

36、化改性。 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械融合改性機(jī)機(jī)械融合改性機(jī) 機(jī)械融合技術(shù)的機(jī)械融合技術(shù)的基本原理基本原理是顆粒表面機(jī)是顆粒表面機(jī)械力作用產(chǎn)生的機(jī)械化學(xué)效應(yīng)，可以將兩種械力作用產(chǎn)生的機(jī)械化學(xué)效應(yīng)，可以將兩種或多種粉體材料構(gòu)成一種復(fù)合粉體材料。或多種粉體材料構(gòu)成一種復(fù)合粉體材料。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由靜止的搓料和拔料件靜止的搓料和拔料件及及旋旋轉(zhuǎn)的圓筒轉(zhuǎn)的圓筒構(gòu)成。構(gòu)成。 物料在離心作用下向圓筒內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)，物料在離心作用下向圓筒內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)，被被迫迫通過圓筒內(nèi)壁和圓筒搓料器之間的間隙，通過圓筒內(nèi)壁和圓筒搓料器之間的間隙，在這里物料受到擠壓、摩擦、剪切等應(yīng)力等在這里物料受到擠壓、摩擦、剪切等應(yīng)力等的作用，表面改性劑或其他顆粒材料便包覆的作用，表面改性劑或其他顆粒材料便包覆在待改性顆粒表面在待改性顆粒表面.拔料器及時(shí)刮去粘附在內(nèi)拔料器及時(shí)刮去粘附在內(nèi)壁上的物料使其受到進(jìn)一步的融合處理。壁上的物料使其受到進(jìn)一步的融合處理。 1固定臂固定臂; 2圓筒圓筒; 3軸軸;4圓形搓料件圓形搓料件; 5拔料器拔料器 粉體加工技術(shù)粉體加工技術(shù) 非金屬礦物非金屬礦物加工技術(shù)基礎(chǔ)加工技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械融合改性機(jī)主要技術(shù)參數(shù)機(jī)械融合改性機(jī)主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)用應(yīng)用 粉末冶金、陶瓷、觸媒轉(zhuǎn)化劑、顏料、化妝品等的表面處理。型號(hào)am-15fam-35fam-60fam-8