硅微粉滑石粉碳酸鈣硫酸鋇粉體資料

1、改性碳酸鈣所謂改性碳酸鈣系指將重質(zhì)碳酸鈣或輕質(zhì)碳酸鈣表面進(jìn)行活化處理制得, 不但疏水化而且活性化。改性碳酸鈣分子式為CAC03, 分子量100.09, 別名膠體碳酸鈣, 日本商品名稱為白艷華，也稱活性碳酸鈣。一、改性碳酸鈣的性質(zhì)活性碳酸鈣是極細(xì)微的白色粉末, 無臭、無味, 粒子近似球體, 粒徑0.1um以下, 因粒子表面吸附了一層脂肪皂, 故具有膠體活化性能是優(yōu)良的白色補(bǔ)強(qiáng)性填料。溶于水, 遇酸分解, 灼燒時變成焦黑色, 放出二氧化碳并生成氧化鈣。二、改性碳酸鈣的應(yīng)用改性碳酸鈣是目前用途廣泛的填充劑, 應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油漆、印刷、電纜、制革、醫(yī)藥和食品等工業(yè)。其主要特點(diǎn)是粒徑小于

2、0.1um, 粒子大小較均勻, 比表面積大, 應(yīng)用性能大大優(yōu)于普通碳酸鈣、廣泛應(yīng)用于PVC電纜料、合成革、聚乙烯薄膜, 泡沫塑料拖鞋等制品的填充料。用活性碳酸鈣填充的塑料制品,能提高耐沖性能。活性碳酸鈣做橡膠補(bǔ)充劑, 加入到橡膠制品中, 其機(jī)械性能明顯提高, 如抗撕裂強(qiáng)度可提高一倍以上,屈撓次數(shù)可提高5-6倍, 因此活性碳酸鈣既是橡膠的填料, 又是橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑。在我國, 橡膠工業(yè)是碳酸鈣的最大用戶, 年用量為碳酸鈣總量的一半以上。活性碳酸鈣的白度、細(xì)度好, 用于造紙、涂料工業(yè), 可提高紙張、涂料的質(zhì)量。此外活性碳酸鈣還可用作中、高檔油墨的填料, 光澤度、透明度好,分散性和流動性均能達(dá)

3、到高檔油墨填料的要求。三、改性碳酸鈣生產(chǎn)工藝改性碳酸鈣的生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣大致相同, 但在碳化這一工序中應(yīng)嚴(yán)格控制條件, 使生成微細(xì)的碳酸鈣顆粒, 再用活化劑進(jìn)行表面處理。即將石灰石與煤混合, 其配比約7.5左右, 于900-1000 溫度下在石灰窯中緞燒, 二氧化碳經(jīng)洗氣除塵后送碳化塔, 生石灰進(jìn)消化槽, 用80-90 的熱水充分消化, 制成濃度約9%的乳液, 進(jìn)入碳化塔, 通二氧化碳進(jìn)行碳化, 當(dāng)碳化時懸浮液的PH值等于7時為反應(yīng)終點(diǎn),此時可引入活化劑, 對生成的碳酸鈣進(jìn)行表面處理。有干法表面處理和濕法表面處理, 通常采用濕法表面處理工藝, 因該法可制得活化度高, 分散性能好, 透明

4、性高的活性碳酸鈣。目前添加活化劑一般有酞酸酷偶聯(lián)劑、硬脂酸、木質(zhì)素等, 用量約1%-5%。完成了前面的化學(xué)處理后, 對料液脫水分離、干燥制得白度高的成品。改性滑石粉隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對滑石粉的純度、白度和細(xì)度提出了越來越高的要求，特別是微細(xì)滑石粉，在國內(nèi)外市場上需求量很大。但是，微細(xì)滑石粉作為無機(jī)填料與有機(jī)高聚物分子材料之間在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理形態(tài)上有著很大的差異，缺少親和性，使之與聚合物之間混合不均勻、粘合力弱，導(dǎo)致制品的力學(xué)性能降低。為此，必須對微細(xì)滑石粉進(jìn)行表面改性處理，提高滑石粉與聚合物的界面親和性，改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散狀態(tài)，這樣滑石填料在復(fù)合材料中就不僅具有增量作用，還能

5、起到增強(qiáng)改性的效果，從而提高復(fù)合材料的物理力學(xué)性能，使微細(xì)滑石粉得到更好的應(yīng)用也擴(kuò)大了其應(yīng)用領(lǐng)域。那么具體來說，微細(xì)滑石粉的表面改性方法有如下幾類：    (1)表面覆蓋改性方法：將表面活性劑覆蓋于微細(xì)滑石粉粒子表面，賦予粒子表面新的性質(zhì)。這種方法是將表面活性劑或偶聯(lián)劑以吸附或化學(xué)鍵的方式與粒子表面結(jié)合，使粒子表面由親水變?yōu)槭杷?，使粒子與聚合物的相容性得以改善。該方法是目前最普遍采用的方法；    (2)機(jī)械化學(xué)方法：這種方法是將比微細(xì)滑石粉中較大的粒子通過粉碎、摩擦等方法使其變得較小，在這個過程中粒子的表面活性變大，亦即表面吸附能力

6、增強(qiáng)，易于吸附其它的物質(zhì)，使工藝簡化，成本降低，同時可使產(chǎn)品的質(zhì)量易于控制；    (3)外膜層改性方法：在微細(xì)滑石粉粒子表面均勻地包覆一層聚合物，從而使粒子表面性質(zhì)發(fā)生變化的方法；    (4)局部活性改性：利用化學(xué)反應(yīng)在粒子表面接枝上一些可與聚合物相容的基團(tuán)或官能團(tuán)，使無機(jī)粒子與聚合物有更好的相容性，從而達(dá)到無機(jī)粒子與聚合物復(fù)合的目的；    (5)高能量表面改性：利用高能放電、紫外線、等離子射線等所產(chǎn)生的巨大能量對微細(xì)滑石粉粒子表面改性，使其表面具有活性，提高粒子與聚合物的相容性； 

7、60;  (6)沉淀反應(yīng)改性：這種方法就是利用沉淀反應(yīng)對微細(xì)滑石粉粒子表面進(jìn)行包覆，從而達(dá)到改性的效果。改性石英粉石英的主要成分是SiO2，是地球上儲量豐富的礦產(chǎn)資源之一。由于具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能、無毒、無味、無污染、強(qiáng)耐酸性、耐高溫、高耐濕、良好的透光性、抗輻射、低膨脹、低應(yīng)力等性能，除應(yīng)用于陶瓷、玻纖、保溫材料、耐火材料等，在塑料、橡膠、油漆涂料、電絕緣封裝材料等領(lǐng)域作為填料廣泛使用，以提高復(fù)合材料性能，降低成本。改性原理和改性方法是改性技術(shù)的基礎(chǔ)，改性劑的選擇、工藝設(shè)備及控制條件、產(chǎn)品檢測方法在改性過程中尤為重要。1 改性原理 粉體表面改性的原理和方法是相互關(guān)聯(lián)的，改性原理

8、決定著改性的方法。由于石英粉體表面的親水性，很難與有機(jī)高分子材料相容，為此需對其表面進(jìn)行改性，使其表面性質(zhì)由親水性變?yōu)槭杷?，從而改善石英粉體粒子表面的浸潤性，使粉體粒子在有機(jī)化合物中更容易分散。當(dāng)前對石英粉體表面改性技術(shù)要求越來越高，提高改性效果同時降低成本。且在不同領(lǐng)域的應(yīng)用中，對石英粉體的純度、粒度、白度及改性后效果等有不同要求。一般來說，石英粉體的顆粒越細(xì)，比表面積越大，表面活性羥基越多，越易進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，改性后效果更好。現(xiàn)在關(guān)于納米二氧化硅表面改性研究報告越來越多。陳穎敏等分別采用硅烷偶聯(lián)劑KH570、BYK163 和鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ201 對納米二氧化硅進(jìn)行表面改性，結(jié)果表明，K

9、H570 改性效果最好，用量為5%，反應(yīng)30 min，對丙烯酸聚氨酯防腐涂料的各項性能均有較大提高。 石英等硅酸鹽礦物經(jīng)機(jī)械粉碎后，新生表面上產(chǎn)生游離基或離子，在外界條件作用下，表面產(chǎn)生SiOH，SiOSi 和SiOHH 等幾種基團(tuán)，易與外來的官能團(tuán)發(fā)生鍵合，達(dá)到改性目的，為表面改性提供了基礎(chǔ)。在改性過程中，溫度，改性劑的選擇、用量及處理方法，改性工藝等是影響改性效果的主要因素。2 改性方法及工藝2. 1 改性方法 對石英粉體有機(jī)表面改性的方法很多，但僅靠物理吸附于石英粉體表面，不僅改性效果不好，易在攪拌、洗滌等過程中脫落，而且在應(yīng)用中也無法過多增加產(chǎn)品性能。高能改性成本高，技術(shù)復(fù)雜，很難實現(xiàn)

10、工業(yè)化生產(chǎn)。機(jī)械力化學(xué)改性是對粉體機(jī)械粉碎，時期表面產(chǎn)生臨時活性點(diǎn)，降低表面改性活化能。如李建強(qiáng)等用硅烷偶聯(lián)劑KH570 對石英砂改性，將改性劑、乙醇和水置于球磨機(jī)中干法改性，與濕法改性進(jìn)行比較。化學(xué)包覆改性是石英粉體表面改性最常用的方法，如偶聯(lián)劑改性和聚合物接枝法改性。成鍵機(jī)理是與石英粉體表面形成共價鍵，如偶聯(lián)劑的改性原理，偶聯(lián)劑水解產(chǎn)生硅醇基，與石英粉體表面的硅羥基脫水縮合，形成共價鍵。此法成本較低，改性效果高，且改性產(chǎn)品保持穩(wěn)定性能時間較長。2. 2 改性工藝 在工業(yè)生產(chǎn)中大都采用機(jī)械力干法改性，在粉碎的同時噴入配置好的改性劑，次法可以縮短工業(yè)流程，并且在粉碎過程中產(chǎn)生臨時活性點(diǎn)和高溫，

11、有利于表面改性的進(jìn)行，產(chǎn)品不需要脫水干燥。但是改性效果相比于濕法差距大，改性很難均勻化，局部高溫可能會破壞改性劑，對工藝過程不好控制。干法改性后石英粉體在工業(yè)應(yīng)用中屬于粗級產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于塑料、建材及橡膠等行業(yè)。濕法改性是將石英粉體和改性試劑一起浸泡加熱，攪拌，脫水干燥，較干法工藝復(fù)雜，但改性效果好，一般應(yīng)用于薄膜、涂料等高端行業(yè)。武江紅等用乙烯基三( 甲氧基乙氧基) 硅烷對納米SiO2粒子進(jìn)行表面改性，將改性劑，改性助劑及粉體制成濾餅，80 下烘干8 h，得到改性產(chǎn)品。干濕法結(jié)合改性過程中，對試劑加量和改性時間要求高，出料后高溫烘干，試劑量多，石英粉體易聚集，量少則改性劑不易分散，改性效果差。改性硫酸鋇沉淀硫酸鋇為白色斜方晶體,硬度高,密度大,并有很好的耐酸堿性。常用作涂料、塑料、橡膠等的填料,可增加制品的硬度、耐磨性、強(qiáng)度等。沉淀硫酸鋇作為一種無機(jī)填料加入到有機(jī)體中時,也存在著與基體的相容性問題,這直接影響硫酸鋇粒子在體系中的分散效果,同時制約著制品的性能,因此需要對其進(jìn)行改性處理。由于沉淀硫酸鋇粒子表面光滑, 缺少活性基團(tuán),因此對