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    粉體表面改性劑大全,配方都在這里了!

    粉體的表面改性主要是依靠表面改性劑在粉體顆粒表面的吸附、反應、包覆或包膜來實現的。因此,表面改性劑對于粉體的表面改性或表面處理具有決定性的作用。
     
    目前,市場上常用的表面改性劑主要有偶聯劑、表面活性劑、有機低聚物、不飽和有機酸、有機硅、水溶性高分子、超分散劑以及金屬氧化物及醇鹽。
     
    1、硅烷偶聯劑
     
    硅烷偶聯劑是一類具有特殊結構的低分子有機硅化合物,其通式為RSiX3,式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的活性官能團,如氧基、巰基、乙烯基、環氧基、酰胺基、氨丙基等;X代表能夠水解的烷氧基,如鹵素、烷氧基、酰氧基等。
     
    品種:氨基硅烷(SCA-1113、SCA-1103、SCA-603、SCA-1503、SCA-602、SCA-613等);環氧基硅烷(KH-560、SCA-403等);硫基硅烷(KH-590、SCA-903、D-69等);乙烯基硅烷(SCA-1603、SCA-1613、SCA-1623等);甲基丙基酰氧基硅烷(SCA-503);硅烷酯類(SCA-113、SCA-103等)。

    適用對象:石英、二氧化硅、玻璃纖維、高嶺土、滑石、硅灰石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、云母、葉蠟石、凹凸棒石、海泡石、電氣石等。
     
    選擇硅烷偶聯劑對無機粉體進行表面改性處理時一定要考慮聚合物基料的種類,也即一定要根據表面改性后無機粉體的應用對象和目的來仔細選擇硅烷偶聯劑。
     
    2、鈦酸酯偶聯劑
     
    鈦酸酯偶聯劑的通式為(RO)M-Ti-(OX-R’-Y)N,式中1≤M≤4,M+N≤6;R-短碳鏈烷烴基;R’-長碳鏈烷烴基;X-C、N、P、S等元素;Y-羥基、氨基、雙鍵等。按其化學結構可分為3種類型:即單烷氧基型、鰲合型和配位型。
     
    品種:單烷氧基型(NDZ-101、JN-9、YB-203、JN-114、YB-201、T1-1、T1-2、T1-3等);螯合型(YB-301、YB-401、JN-201、YB403、JN-54、YB404、JN-AT、YB405、T2-1、T3-1等);配位型(KR-41B、KR-46等)。

    適用對象:碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氧化鈦、氧化鐵、滑石、硅灰石、重晶石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、葉臘石等。
     
    鈦酸酯偶聯劑在使用過程中應特別注意以下幾個問題:
    (1)嚴格控制溫度、防止鈦酸酯偶聯劑分解。
    (2)盡量避免與具有表面活性劑的助劑并用,因為它們會干擾鈦酸酯偶聯劑在界面上的偶聯反應。如果必須使用這些助劑時,應在無機粉體、偶聯劑和聚合物基料充分混合后再加入這些助劑。
    (3)多數鈦酸酯偶聯劑能不同程度地與酯類增塑劑發生酯交換反應。因此,加藥順序應注意避免首先與酯類增塑劑接觸,以避免發生副反應而失效。
    (4)注意均勻分散。只有鈦酸酯偶聯劑的均勻分散和與無機粉體顆粒的均勻作用才能達到均勻包覆改性和減少鈦酸酯偶聯劑的用量。
    (5)注意技術結合,提高偶聯效果。如鈦酸酯偶聯劑與其他表面改性劑的并用能產生協同效應和降低改性成本。
     
    3、鋁酸酯偶聯劑
     
    鋁酸酯偶聯劑的化學通式為:

    Dn代表配位基團,如N、O等;RO-為與無機粉體表面活潑質子或官能團作用的基團;COR’為與高聚物基料作用的基團。
     
    品種:DL系列:411-A、411-B、411-C、411-D、412-A、412-B、414、481、881、882、452、471、472等;F系列:F-1、F-2、F-3、F-4等;H系列:H-2、H-3、H-4;L系列:L-1A、L-1B、L-1H、L-2、L-3A。

    適用對象:重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、滑石粉、石棉粉、鈦白粉、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、鐵紅、鉻黃、炭黑、白炭黑、立德粉、云母粉、高嶺石、膨潤土、煉鋁紅泥、葉蠟石粉、海泡石粉、硅灰石粉、粉煤灰、玻璃粉、玻纖、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、聚磷酸銨、偏硼酸鋅等。
     
    4、鋯鋁酸鹽偶聯劑
     
    鋯鋁酸鹽偶聯劑是由水合氯化氧鋯、氯醇鋁、丙烯醇、羧酸等為原料合成的,分子結構中含有兩個無機部分(鋯和鋁)和一個有機功能配位體。
     
    根據分子中的金屬含量(無機特性部分的比例)和有機配位基的性質,鋯鋁酸鹽偶聯劑可分為7類,分別適用于填充聚烯烴、聚環氧樹脂、尼龍、丙烯酸類樹脂、聚氨酯、合成橡膠等的無機填料的表面處理。

    5、鋁鈦復合偶聯劑
     
    品種:FT-1、FT–2。
     
    適用對象:滑石、硅灰石、氧化鐵、高嶺土、高嶺土、海泡石、云母、葉蠟石等
     
    6、表面活性劑
     
    表面活性劑分子由性質截然不同的兩部分組成,一部分是與油或有機物有親和性的親油基(也稱憎水基),另一部分是與水或無機物有親和性的親水基(也稱憎油基)??煞譃殛庪x子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑。
    親水基可與無機粉體表面發生物理、化學作用,吸附于顆粒表面,親油基朝外,無機粉體表面由親水性變為疏水性,從而改善無機粉體材料與有機物的親和性,提高其在塑料、橡膠、膠粘劑等高聚物基復合材料填充時的相容性和在涂料中的分散性。
     
    陰離子表面活性劑品種:硬脂酸(鹽)、磺酸鹽及其脂、高級磷酸酯鹽。
    適用對象:輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。
     
    陽離子表面活性劑品種:高級胺鹽(伯胺、仲胺、叔胺及季銨鹽)。
    適用對象:輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。
     
    非離子表面活性劑品種:聚乙二醇型、多元醇型。
    適用對象:輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。
     
    7、水溶性高分子
     
    水溶性高分子又稱水溶性樹脂或水溶性聚合物,是一種親水性的高分子材料,在水中能溶解形成溶液或分散液。水溶性高分子可以分為三大類,即天然水溶性高分子、半合成水溶性高分子和合成水溶性高分子。目前,粉體表面改性用的主要是合成水溶性高分子的聚合類樹脂。
     
    品種:聚丙烯酸(鹽)、聚丙烯酸(鹽)及其共聚物、聚乙烯醇、聚馬來酸等。

    適用對象:碳酸鈣、磷酸鈣、硅灰石、滑石、鐵紅、顏料等。
     
    8、有機硅
     
    有機硅是以硅氧烷鏈為憎水基、聚氧乙烯鏈、羧基、酮基或其他極性基團為親水基的一類特殊類型的表面活性劑,俗稱硅油或硅樹脂。
     
    品種:二甲基硅油、甲基硅油、羥基硅油、含氫硅油等。

    適用對象:二氧化硅、高嶺土、顏料等。
     

    9、不飽和有機酸和有機低聚物

     

    不飽和有機酸作為無機填料的表面改性劑一般帶有一個或多個不飽和雙鍵或多個經基,碳原子數一般在10以下。一般來說,酸性越強,越容易形成離子鍵。
     
    不飽和有機酸品種:丙烯酸、甲基丙烯酸、定烯酸、馬來酸、肉桂酸、衣康酸、山梨酸、氯丙烯酸等。
    適用對象:長石、陶土、紅泥、氫氧化鋁、二氧化硅等。
     
    聚烯烴低聚物有較高的黏附性能,可以和無機粉體較好地浸潤、黏附、包覆。因此,常用做涂料消光劑(一種高孔體積沉淀二氧化硅)的表面包覆改性劑。
     
    有機低聚物品種:無規聚丙烯、聚乙烯蠟、環氧樹脂等。
    適用對象:二氧化硅、云母、碳酸鈣等。

    10、超分散劑
     
    超分散劑除了廣泛應用于油墨和涂料工業外,用于陶瓷粉體分散,可提高分散體系固體含量,增加穩定性,消除陶瓷結構微觀不均勻性;用于復合材料中,超分散劑不僅可以增加填料填充量,而且可以提高填料的分散度,增強填料與高聚物基料界面之間的結合力,改善復合材料的力學性能。

    11、無機表面改性劑
     
    沉淀包膜改性常用無機表面改性劑,其改性的物料(基質)一般也是無機物。
     
    品種:鈦鹽、鉻鹽、鐵鹽、硅酸鹽、鋁鹽、鎂鹽、鋯鹽、鋅鹽、鎘鹽等。


    適用對象:云母、高嶺石、滑石、鈦白粉、氧化鋁、氧化鎂、顏料等。
     
    最后,要強調的是,表面改性劑配方(品種、用量和用法)具有針對性很強,即具有一把鑰匙開一把鎖的特點。因此,在選擇表面改性劑時,應盡可能選擇能與粉體顆粒表面進行化學反應或化學吸附的表面改性劑,同時,還必須考慮粉體原料的性質、產品用途、產品質量標準或要求、改性工藝以及成本、環保等因素。

     

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