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粉体表面改性技术未来的发展趋势

发布时间:2019-09-09 09:25:29

无机粉体表面改性产品是发展前景的功能粉体材料,预计未来10年市场需求量将以平均8%~10%左右的速度增长。特别是超细粉碎与表面改性一体化工艺及纳米粉体的原位修饰或表面改性工艺方面取得了显著进展。

无机粉体表面改性是因应现代高技术、新材料产业,特别是功能材料产业发展而兴起的新技术,适应现代社会环保、节能、安全、健康的需求;无机粉体表面改性产品是发展前景的功能粉体材料,预计未来10年市场需求量将以平均8%~10%左右的速度增长。在上述背景下,笔者认为未来粉体表面改性技术的主要发展趋势将是:

(1)发展适用性广、分散性能好、粉体与表面改性剂的作用机会均等、表面改性剂包覆均匀、改性温度和停留时间可调、单位产品能耗和磨耗较低、无粉尘污染的先进工艺与装备集成;并在此基础上采用先进的人工智能技术对主要工艺参数和改性剂用量进行在线自动调控,以实现表面改性剂在颗粒表面的单分子层吸附、稳定产品质量和方便操作。

(2)在现有表面改性剂的基础上、采用先进技术降低生产成本,尤其是各种偶联剂的成本;同时采用先进化学、高分子、生化和化工科学技术和计算机技术,研发应用性能好、成本低、在某些应用领域有专门性能或特殊功能并能与粉体表面和基质材料形成牢固结合的新型表面改性剂。

(3)在多学科综合的基础上,根据目的材料的性能要求 “设计”粉体表面;运用现代科学技术,特别是采用先进计算技术及智能技术辅助设计粉体表面改性工艺和改性剂配方,以减少实验室工艺和配方试验工作量和提高表面改性工艺和改性剂配方的科学性和实用性。

(4)科学规范表面改性产品的直接表征和测试方法;应用已有的相关国家或行业标准根据表面改性的目的和用途建立评价指标、评价标准和评价方法。

近年来,国内专家学者在表面改性工艺,特别是超细粉碎与表面改性一体化工艺及纳米粉体的原位修饰或表面改性工艺方面取得了显著进展:

国家“十一五”科技支撑计划项目“非金属矿资源综合利用技术研究”完成了机械超细粉碎——表面改性一体化装置;该装置针对超细粉碎过程中表面改性存在的颗粒包覆不均匀、包覆率不高等缺点在设备结构上进行了创新,但目前产品细度只能达到D97=15 mm左右,有待进一步改进。

在压辊磨或环辊磨超细粉碎方解石过程中添加液态铝酸酯偶联剂及其它表面改性剂,生产出了满足涂料、橡胶、人造石材等部分领域应用要求的超细活性重质碳酸钙填料。

在重质碳酸钙、水镁石等湿法超细研磨过程中进行表面改性已实现了产业化,如在水镁石湿式超细研磨生产超细氢氧化镁中添加表面改性剂,在超细粉碎的同时实现超细氢氧化镁的初步改性。

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