2020-11-26
煅燒高嶺土的表面改性,是根據(jù)應(yīng)用的需要有目的地將其表面原有的物理及化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改變。
表面改性機(jī)理:利表面化學(xué)的方法,將有機(jī)物分子中的官能團(tuán)在高嶺土顆粒表面產(chǎn)生吸附作用或化學(xué)反應(yīng),對(duì)其顆粒表面進(jìn)行包覆,使高嶺土的表面有機(jī)化。
表面改性目的:
要改變高嶺土粉體界面的性質(zhì),改善煅燒高嶺土與有機(jī)高分子材料的親合性;
提高在有機(jī)高分子材料中的分散性,增強(qiáng)制品的多種性能,起到功能性的作用;
增加煅燒高嶺土的填加量,提高產(chǎn)品檔次,降低制品的成本。
煅燒高嶺土的表面改性是一項(xiàng)非常重要的深加工手段,也是擴(kuò)大煅燒高嶺土應(yīng)用領(lǐng)域和提高有機(jī)高分子制品質(zhì)量的一條十分有效的途徑。
表面改性劑的選擇和應(yīng)用是高嶺土表面改性的關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)表面改性的工藝和設(shè)備也是表面改性技術(shù)很重要的部分。
(1)煅燒高嶺土表面改性劑的選擇
在選擇表面改性劑時(shí),應(yīng)根據(jù)高嶺土所需要填到加有機(jī)高分子材料及制品的配方、加工工藝等技術(shù)性能的要求,選擇不同的改性劑和助劑。
煅燒高嶺土的表面改性,一般主要選擇硅烷偶聯(lián)劑。對(duì)特殊要求的高分子制品,要選擇兩種或兩種以上的改性劑,配制成復(fù)合類的表面改性劑。
可根據(jù)材料的性能和技術(shù)要求等,分別加入一定量的助劑或其它改性劑,配合硅烷偶聯(lián)劑對(duì)煅燒高嶺土進(jìn)行有效的表面改性,使煅燒高嶺土的產(chǎn)品性能和質(zhì)量能達(dá)到更高的要求。
表面改性機(jī)的用量,可根據(jù)鍛燒高嶺土的改性量、比表面積、最小包覆面積計(jì)算出。一般的經(jīng)驗(yàn)加入量是0.3%-1.2%左右。
(2)煅燒高嶺土表面改性工藝
首先要對(duì)煅燒高嶺土進(jìn)行加熱,以便與硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng),并且要求對(duì)高嶺土在動(dòng)態(tài)的狀況下保持一定的溫度。只有這樣才能把反應(yīng)過(guò)程中及反應(yīng)后多余的水脫除,以達(dá)到偶聯(lián)劑與高嶺土形成穩(wěn)定和牢固的共價(jià)鍵結(jié)合。由此一定要根據(jù)表面改性的機(jī)理來(lái)確定表面改性的工藝。
煅燒高嶺土在表面改性過(guò)程中,是要在一定的溫度下進(jìn)行反應(yīng)的。
高嶺土表面改性工藝:首先就對(duì)煅燒高嶺土進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱到一定的溫度(100℃)時(shí),在其高速動(dòng)態(tài)的狀況下,加入水解后的硅烷偶聯(lián)劑或復(fù)合改性劑,最好以霧化法加入。在偶聯(lián)劑與高嶺土反應(yīng)過(guò)程中的溫度應(yīng)保持在120℃以內(nèi),在高速動(dòng)態(tài)的狀況下,保持的時(shí)間,應(yīng)在3-5分鐘左右。
另外,表面改性劑與高嶺土反應(yīng)過(guò)程中,經(jīng)常產(chǎn)生假結(jié)顆粒,給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)很在的影響,所以必須進(jìn)行有效的分級(jí),只有這樣才能完全保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
(3)煅燒高嶺土表面改性設(shè)備
煅燒高嶺土表面改性的設(shè)備有高速捏合機(jī)、連續(xù)式改性機(jī)和高頻振動(dòng)研磨機(jī)等。
高速捏合機(jī)改性:將鍛燒高嶺土粉體加入到捏合機(jī)中,在攪拌葉片的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)下,高速旋轉(zhuǎn)的料流撞擊到折流板上,改變物料流動(dòng)的方向,物料可旋轉(zhuǎn)式的上下轉(zhuǎn)動(dòng),強(qiáng)化了物料的混合與分散效果,當(dāng)磨擦升溫后,滴加助劑,調(diào)整鍛燒高嶺土的表觀性質(zhì)。當(dāng)溫度繼續(xù)上升時(shí),以霧化或滴加的方式加入改性劑,然后再經(jīng)高速攪拌等工藝,達(dá)到表面改性的目的。
連續(xù)改性機(jī)改性:SLG三筒連續(xù)改性機(jī)是將高嶺土和復(fù)合改性劑按一定比例分加,以螺旋送料方式進(jìn)入到改性腔中,高嶺土可在該段加熱。物料進(jìn)入改性腔體后,在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)下,呈流化態(tài)旋轉(zhuǎn),對(duì)物料進(jìn)行充分打散混合和強(qiáng)制改性。
高頻振動(dòng)研磨機(jī):該設(shè)備是依靠激振器,使筒體內(nèi)的介質(zhì)產(chǎn)生高頻率小振幅的振動(dòng),由于振動(dòng)加速度比重力加速度大得多,使磨管內(nèi)的介質(zhì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的沖擊和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并且物料可快速升溫,使物料在強(qiáng)力振動(dòng)和一定的溫度中能快速有效地被打散、混合。
該法可將鍛燒后的高嶺土的打散和表面改性一次完成,在打散的過(guò)程中即可進(jìn)行表面改性。使用該機(jī)前首先要調(diào)整好介質(zhì)的級(jí)配,當(dāng)物料輸入磨機(jī)振動(dòng)磨擦升溫后,復(fù)合改性劑可在磨管的加液口處以霧化的方式按物料的流動(dòng)比量加入,也可在上、下磨管的加液口處,分別加入助劑和改性劑等。
該設(shè)備的改性效果不但好,而且還可提高鍛燒高嶺土的加工效率、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝,降低了高嶺土的改性成本,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
表面改性設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)煅燒高嶺土的表面改性機(jī)理所確定的工藝為基準(zhǔn),選擇和配套表面改性機(jī)組。
不管用什么樣的表面改性設(shè)備,都要以表面改性的機(jī)理和表面改性的工藝為依據(jù),來(lái)滿足煅燒高嶺土表面改性工藝的技術(shù)要求。應(yīng)要求表面改性設(shè)備能在高速動(dòng)態(tài)狀況下加熱到100℃以上,并能保溫,可排除水蒸氣,表面改性劑可以分加,有分級(jí)的功能,解決表面改性的團(tuán)聚問(wèn)題,保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
『2』
煅燒高嶺土表面改性需要注意的問(wèn)題
目前,改性鍛燒高嶺土主要應(yīng)用于有機(jī)高分子制品行業(yè),而這些行業(yè)所用的有機(jī)原料、配方、加工工藝及技術(shù)性能的要求不同,這樣就給鍛燒高嶺土的表面改性提出了一個(gè)重要的問(wèn)題,即怎樣才能適應(yīng)和滿足其要求,并能顯示出改性高嶺土的功能性。
改性高嶺土能否起到功能性作用,首先應(yīng)注意各種有機(jī)高分子制品的原輔材料和生產(chǎn)工藝的技術(shù)環(huán)節(jié),是不是能在加工中相輔相成,相克相消,認(rèn)真分析原輔材料的質(zhì)量、規(guī)格、配方設(shè)計(jì)等工藝技術(shù)參數(shù)和工藝條件等,這些因素都能影響到改性高嶺土的應(yīng)用效果。
要搞好高嶺土表面改性工作,就需認(rèn)真地了解有機(jī)高分子制品的主要技術(shù)要求,主體原材料及加工工藝等。應(yīng)以此為依據(jù),有針對(duì)性地選擇好改性劑,調(diào)整好改性劑的配方,確定合理的加工工藝。
高嶺土的表面改性,不僅只用偶聯(lián)劑,而是要根據(jù)不同鍛燒溫度的高嶺土性質(zhì)及有機(jī)高分子制品的技術(shù)要求,加入一定量的其它功能性的助劑,配合主體偶聯(lián)劑進(jìn)行更有效的表面改性,使改性高嶺土的性能和質(zhì)量達(dá)到更高的要求。
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