非金属矿物粉体表面改性技术进展

非金属加工研究

　２０１０年第１期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中国非金属矿工业导刊　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　总第８０期

【行业发展】

非金属矿物粉体表面改性技术进展

郑水林

（中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京　　１０００８３）

摘要：表面改性是非金属矿深加工的主要技术之一，对提高非金属矿产品的应用性能和应用价值至关重要。本文从粉体表面改性方法、工艺、设备、表面改性剂及其配方等方面综述了非金属矿物粉体表面改性技术现状；从表面改性工艺与设备、改性剂及其配方、层状硅酸盐矿物的插层以及表面无机复合改性等方面综述了非金属矿物表面改性技术的最新进展；并对发展前景和发展趋势进行了展望。

关键词：非金属矿；粉体；表面改性；进展

中图分类号：ＴＤ９７；ＴＱ３１６．６　　　　　　　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　　　　　　　文章编号：１００７－９３８６（２０１０）０１－０００３－０８

Development of Surface-modification Techniques of Powder of Non-metallic Minerals

Zheng Shuilin

(School of Chemical and Environmental Engineering of China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China)Abstract: Surface-modification which is very important for enhancing application properties of powder is the necessary pro-cessing technology of non-metallic minerals. The methods, technology, machine and agents of surface modification of powder as wellas developments of surface-modification of powder of non-metallic minerals have been reviewed, and the proposal was also putforward for development trends of the techniques of surface-modification of powder non-metallic minerals.

Key words: non-metallic minerals; powder; surface-modification; development

非金属矿物表面改性技术是伴随现代新型复合材料的兴起而发展起来的。虽然它的发展历史较短，但对于现代有机／无机复合材料、无机／无机复合材料、涂料或涂层材料、吸附与催化材料、环境材料以及超细粉体和纳米粉体的制备和应用具有重要意义。表面改性是非金属矿物材料必须的加工技术之一，对提高其应用性能和应用价值至关重要，是优化非金属矿物材料性能的关键技术之一。

中国非金属矿物表面改性技术的研究和应用始于２０世纪８０年代，比发达的工业化国家晚了约２０年。９０年代以后，由于相关产业，特别是塑料、橡胶、涂料等的快速发展，中国非金属矿物表面改性技术的研发和应用速度加快，但改性装备还是以塑料行业的高速加热混合机为主，９０年代末期开始了专用表面改性设备的研发。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非金属矿物表面改性技术取得了显著进展，与工业发达国家的差距也得到缩小。本文在综述非金属矿物表面改性技术现状的基础上，简要总结了近年来非金属矿物表面改性技术、装备及产品的进展，并对其发展趋势进行了展望。１　　非金属矿物粉体表面改性技术现状１．１　表面改性方法

表面改性的方法很多，能够改变非金属矿物粉体

３

表面或界面的物理化学性质的方法，如表面物理涂覆、化学包覆、无机沉淀包覆或薄膜、机械力化学、化学插层等可称为表面改性方法。　目前工业上非金属矿物粉体表面改性常用的方法主要有表面化学包覆改性法、沉淀反应改性法和机械化学改性法及复合法。

（１）　表面化学包覆改性法：是目前最常用的非金属矿物粉体表面改性方法，这是一种利用有机表面改性剂分子中的官能团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性的方法。所用表面改性剂主要有偶联剂（硅烷、钛酸酯、铝酸酯、锆铝酸酯、有机络合物、磷酸酯等）、表面活性剂（高级脂肪酸及其盐、高级胺盐、非离子型表面活性剂、有机硅油或硅树脂等）、有机低聚物及不饱和有机酸等。改性工艺可分为干法和湿法两种。

（２）　沉淀反应法：是利用化学沉淀反应将表面改性物沉淀包覆在被改性颗粒表面，是一种“无机／无机包覆”或“无机纳米／微米粉体包覆”的粉体表面改性方法。粉体表面包覆纳米ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＣａＣＯ３等无机物的改性，就是通过沉淀反应实现的，如云母粉表面包覆ＴｉＯ２制备珠光云母颜料、钛白粉表面包覆ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３。

（３）　机械力化学改性法：是利用超细粉碎过程及

非金属加工研究

郑水林：非金属矿物粉体表面改性技术进展

其他强烈机械力作用有目的地激活颗粒表面，使其结构复杂或无定形化，增强它与有机物或其他无机物的反应活性。机械化学作用可以增强颗粒表面的活性点和活性基团，增强其与有机基质或有机表面改性剂的使用。以机械力化学原理为基础发展起来的机械融合技术，是一种对无机颗粒进行复合处理或表面改性，如表面复合、包覆、分散的方法。

（４）　化学插层改性法：是指利用层状结构的粉体颗粒晶体层之间结合力较弱（如分子键或范德华键）或存在可交换阳离子等特性，通过化学反应或离子交换反应改变粉体的性质的改性方法。因此，用于插层改性的粉体一般来说具有层状或似层状 …… 此处隐藏：12849字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……