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无机粉体表面改性工艺流程是什么?

发布时间:2019-09-08 17:03:08

2000年以来,以表面改性配方、表面改性工艺、表面改性设备为代表的无机粉体表面改性技术取得了显著进展,无机粉体表面改性工艺流程是什么?主要有干法工艺、湿法工艺、复合工艺三大类。

表面改性工艺依表面改性的方法、设备和粉体制备方法而选择。目前工业上应用的表面改性工艺主要有干法工艺、湿法工艺、复合工艺三大类。干法工艺根据作业方式的不同可以分为间歇式和连续式;湿法工艺又可分有机改性工艺和无机改性工艺。

干法工艺是一种应用为广泛的粉体表面改性工艺。目前对于无机填料和颜料,如重质碳酸钙和轻质碳酸钙、高岭土、滑石、硅灰石、硅微粉、氢氧化铝和轻氧化镁、陶土、陶瓷颜料等,大多采用干法表面改性工艺。原因是干法工艺具有简单、投资较省以及改性剂可选择范围宽等特点。其中,间歇式干法工艺可以在较大范围内灵活调节表面改性的时间(即停留时间),但颗粒表面改性剂难以包覆均匀,生产效率较低,劳动强度大,有粉尘污染,难以适应大规模工业化生产,一般应用于小规模生产。连续式改性工艺的特点是粉体与表面改性剂的分散较好,颗粒表面包覆较均匀,劳动强度小,生产效率高,适用于大规模工业化生产。连续式干法表面改性工艺常常置于干法粉体制备工艺之后,大批量连续生产各种无机活性粉体,特别是用于塑料、橡胶、胶粘剂等高聚物基复合材料以及涂料、油墨的无机填料和颜料。

湿法有机表面改性工艺与干法工艺相比具有表面改性剂分散好、表面包覆均匀等特点,但需要后续脱水(过滤和干燥)作业。一般适用于可水溶或可水解的有机表面改性剂以及湿法制粉(包括湿法机械超细粉碎和化学制粉)需要干燥的场合,如沉淀碳酸钙(特别是纳米碳酸钙)、湿法细磨重质碳酸钙、超细氢氧化镁、超细二氧化硅等的表面改性,这是因为化学反应后生成的浆料在过滤和干燥之前进行表面改性,还可使物料干燥后不形成硬团聚,改善其分散性。

无机沉淀包覆也是一种湿法改性工艺。它包括制浆、水解、沉淀反应和后续洗涤、脱水、煅烧或焙烧等工序或过程。

复合工艺的类型较多,如机械力/化学包覆、无机沉淀/有机包覆、物理沉淀/化学包覆等。

机械力化学/化学包覆复合改性工艺是在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加表面改性剂,在粉体粒度减小的同时对颗粒进行表面化学包覆改性的工艺。这种复合表面改性工艺的特点是可以简化工艺,某些表面改性剂还可在一定程度上提高超细粉碎效率。不足之处是温度不好控制;此外,由于改性过程中颗粒不断被粉碎,产生新的表面,颗粒包覆难以均匀,要设计好表面改性剂的添加方式才能确保均匀包覆和较高的包覆率;此外,如果粉碎设备的散热不好,强烈机械力作用过程中局部的过高温升可能使部分表面改性剂分解或分子结构被破坏。

无机沉淀/有机包覆复合工艺是在沉淀包覆改性之后再进行表面有机化学包覆改性,实质上是一种无机/有机复合改性工艺。这种复合改性工艺已广泛用于复合钛白粉表面改性,即在沉淀包覆SiO2或Al2O3薄膜的基础上,再用有机表面改性剂对TiO2/SiO2或Al2O3复合颗粒进行表面有机包覆。

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