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活性滑石粉

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  • 发布日期:2018/07/09
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活性滑石粉

活性滑石粉又称改性滑石粉、表面处理滑石粉作为高填充量的高档填充剂,是以表面改性剂对滑石粉进行表面改性而制得。由于经表面改性剂改性后的滑石粉一般都具有补强作用,就是所谓的“活性”,因为习惯把改性滑石粉称为活性滑石粉。

  活性滑石粉是以滑石粉为源料,采用多功能表面活性剂与复合型高效加工助剂,对无机粉体表面进行改性活化处理而成。经改性处理后的滑石粉,表面形成一种特殊的包层结构,可以显着的改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性与亲与性,并且能与高聚物基体间产生界面作用,从而提高制品的抗冲击强度,是一种性能优良的增量型填充助剂。

二,滑石粉在各个行业中有着广泛的应用,其作为一种无机填料可改善制品的刚性、强度、硬度、润滑性等。随着现代工业的发展和需要,对滑石粉的性能提出了越来越高的要求,特别是超细滑石粉在国内外市场上需求量很大。

■ 滑石粉为什么要进行表面改性?

与其他非金属矿物粉体材料一样,滑石粉的表面有机化处理是非常必要的。这是由于滑石粉表面含有亲水基团而具有较高的表面能,作为无机填料与有机高聚物分子材料之间在化学结构和物理形态上有着很大的差异,缺少亲和性,需对滑石粉粒子进行表面处理以改善滑石粉与聚合物二者之间的界面结合力,提高滑石粉粒子与聚合物的均匀分散性及相容性。

另外,超细滑石粉应用到涂料中,由于其表面积大,需要的润湿分散体就越多,不容易分散进而影响涂料的性能。现在一些乳胶漆里面吸油高的滑石粉,很多厂家都没有或者只进行简单表面处理,所以大大限制了它的应用。

■ 滑石粉表面改性方法

滑石粉改性的机理是利用某些带有两性基团的小分子或高分子化合物对进行复合的物质中的一种或两种进行表面改性,目的是使两种物质更好地结合。

(1)表面覆盖改性法

表面覆盖改性法是将表面活性剂或偶联剂覆盖于粒子表面,使表面活性剂或偶联剂以吸附或化学键的方式与粒子表面结合,赋予粒子新的性质,使粒子与聚合物的相容性得以改善。

该方法是目前最普遍采用的方法。大致可理解为:针对滑石粉与聚合物亲和力不高的缺点,将带有两性基团的表面活性剂覆盖粒子上,亲水基团朝向粒子表面,亲油基团朝向外面,这样与聚合物结合时就有好的相容性,达到改性目的,扩大滑石粉的应用范围。

Liu等采用一系列磷酸酯偶联剂对滑石粉进行表面处理,改性后的滑石粉分散性得到明显改善,当磷酸酯用量为0.5%时,复合材料的抗张强度显著增强。

Ramos等用硅烷偶联剂对滑石粉进行改性,结果表明:加入硅烷偶联剂改性的滑石粉能显著提高基体的机械性能,随着滑石粉量和聚丙烯量的增加,材料的弯曲性能提高,当基体中聚丙烯含量为50%时,抗张强度基本不受填料含量的影响。

(2)机械化学法

此法是通过粉碎、摩擦等方法将比较大的粒子变得较小,使粒子的表面活性变大,即增强其表面吸附能力,简化工艺的同时还可以降低成本,同时更易控制产品的质量。

超细粉碎是物料深加工的重要手段,其主要目的是为现代工业提供高性能的粉体产品。此过程不是简单的物料粒度减小,它包含了许多复杂的粉体物质性质和结构的变化、机械化学变化。

杨华明等研究了滑石粉超细粉碎过程中物理化学性质的变化,讨论了物理化学性质变化的相关机理。研究表明:滑石粉经搅拌磨超细粉碎后,表面活性增强,热效应改善,白度提高,粉体性质变化与超细粉碎过程的热力学特性密切相关。

叶菁等采用异丙基钛酸酯(NDZ-201)对滑石进行改性气流粉碎,发现改性气流粉碎不仅对滑石的改性粉碎作用明显,还可平衡颗粒表面的不饱和成键力,使粉体粉碎良好,改性剂的助磨效果还可提高超细粉碎效率。

(3)外膜层改性法

外膜层改性是在粒子表面均匀地包覆一层聚合物,从而赋予粒子表面新的性质。

左建华等用TDI(甲苯二异氰酸酯)、HPA对无机粒子滑石粉进行表面处理,与常规的滑石粉粒子填充物相比,包覆后的滑石粉填充高分子材料后,其最大拉伸强度、冲击强度均明显提高,提高率分别达到136%和162%,可作为新型强韧型填充改性剂用于PVC电缆料。

(4)其他改性法

滑石粉改性方法很多,除上述提到方法之外,还包括局部活性改性、高能量表面改性等。

局部活性改性利用化学反应在粒子表面接枝上一些可与聚合物相容的基团或官能团,使无机粒子与聚合物有更好的相容性,从而达到无机粒子与聚合物复合的目的。

高能量表面改性是利用高能放电、等离子射线、紫外线等所产生的巨大能量对粒子表面改性,使其表面具有活性,提高粒子与聚合物的相容性。

随着人们对滑石粉特性的认识逐步加深,滑石粉在涂料、塑料等行业中的应用领域将不断扩大。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,运用现在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,共创滑石行业和涂料等加工行业的共赢局面。


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