碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、高嶺土、云母、石英粉、粘土礦粉等非金屬礦粉體材料來(lái)源廣，價(jià)格低廉，品種繁多，填充量大，是橡膠、塑料、膠粘劑等高分子材料工業(yè)中不可缺少的填料。但非金屬礦物粉體填料自身親水，使其與有機體相容性較差，應用時(shí)必須進(jìn)行表面改性處理。
偶聯(lián)劑是一種重要的表面改性劑，其分子中的一部分基團可與非金屬礦物粉體表面的各種官能團反應，形成強有力的化學(xué)鍵合，另一部分基團可與有機高分子發(fā)生化學(xué)反應或物理包覆，從而將非金屬礦物粉體與有機基體兩種性質(zhì)差異比較大的材料牢固地結合在一起。
鋁酸酯偶聯(lián)劑一般呈白色或淡黃色，與無(wú)機粉體表面反應活性大、色淺、無(wú)毒、味小、熱分解溫度較高，而且使用的過(guò)程中不需要稀釋?zhuān)且环N對環(huán)境友好且性能高的偶聯(lián)劑。鋁酸酯偶聯(lián)劑可提高填料的填充量，改善體系的流變性能，是有機-無(wú)機材料的橋梁，在非金屬礦粉體改性中應用廣泛。
1、鋁酸酯偶聯(lián)劑對碳酸鈣粉體的改性
采用鋁酸酯偶聯(lián)劑對碳酸鈣粉體進(jìn)行表面改性，可使其獲得優(yōu)異的性能。（1）經(jīng)鋁酸酯聯(lián)劑改性的活性碳酸鈣具有吸油量少、吸濕性低、易分散性好、活性高等特點(diǎn)；（2）鋁酸酯聯(lián)劑的熱穩定性好于鈦酸酯偶聯(lián)劑，基本上不影響原碳酸鈣粉體的白度；（3）經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑改性后的活性碳酸鈣，可泛適用于填充PVC、PE、PP和PS等塑料，不僅提高加工性能和物理性能，還可提高碳酸鈣的填充最，降低成本。
表1 鋁酸酯偶聯(lián)劑在碳酸鈣中的適用情況
| 碳酸鈣的類(lèi)型 |
鋁酸酯用量 |
適用范圍 |
| 輕質(zhì)碳酸鈣 |
1% |
天然橡膠 |
| 0.45% |
ABS、PVC |
| 0.8-1.2% |
PVC |
| 0.3% |
| 0.45% |
| 0.55% |
| 重質(zhì)碳酸鈣 |
0.3-1.2% |
PE |
| 0.75% |
目前鋁酸酯偶聯(lián)劑在碳酸鈣中的應用研究最多的是對輕質(zhì)碳酸鈣的改性，其次是重質(zhì)碳酸鈣和納米碳酸鈣粉體改性。
2、鋁酸酯偶聯(lián)劑對滑石粉的改性
采用鋁酸酯偶聯(lián)劑對滑石粉進(jìn)行表面改性，可提高滑石粉與高聚物的緊密結合性，改善其分散性、熱性能和流變性能?；厶畛銹P、PE等高聚物基復合材料時(shí)，一般選用鋁酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行表面活化處理。
表2 鋁酸酯偶聯(lián)劑在滑石粉中的適用情況
| 鋁酸酯用量 |
適用范圍 |
| 0.75% |
橡膠 |
| 0.6% |
塑料ABS |
| 1.6% |
PP |
| 0.5-1.0% |
ABS樹(shù)脂 |
3、鋁酸酯偶聯(lián)劑對高嶺土粉體的改性
高嶺土是塑料、橡膠等工業(yè)的主要填料，采用鋁酸酯偶聯(lián)劑改性后的高嶺土有明顯的降粘效果，表面極性變小，吸水率和吸油值降低，同時(shí)不影響高嶺土原有的白度。
4、鋁酸酯偶聯(lián)劑對硅灰石粉體的改性
采用鋁酸酯偶聯(lián)劑改性硅灰石粉，可降低硅灰石粉的粘性、吸油量及吸水率降低，在一定溫度下改性對硅灰石粉原有的白度沒(méi)有影響。
5、鋁酸酯和其它偶聯(lián)劑復合對非金屬礦粉體的改性
隨著(zhù)復合材料的發(fā)展，鋁酸酯與其它偶聯(lián)劑復合改性也逐漸應用于非金屬礦粉體的改性。
研究結果表明：采用鋁酸酯偶聯(lián)劑及硅烷偶聯(lián)劑對非金屬礦粉體進(jìn)行復合改性，可解決單一使用硅烷時(shí)體系內與聚合物大分子鏈纏繞的基團少的問(wèn)題，且在硅烷用量降低時(shí)，填充體系的力學(xué)性能和加工性能不受影響。
6、鋁酸酯偶聯(lián)劑的用量
鋁酸酯偶聯(lián)劑的用量一般為無(wú)機粉體的1.0-1.5%（質(zhì)量比），適用于各種無(wú)機填料（如碳酸鈣、硅灰石粉、滑石粉、高嶺土、膨潤土、葉蠟石粉、石膏粉、粉煤灰、海泡石、氧化鋁等），無(wú)機阻燃劑（如氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅、三氧化銻等）和顏料（如氧化鐵紅、鋅鋇白、鈦白粉、氧化鋅、立德粉等）的表面活化改性。
表3 鋁酸酯偶聯(lián)劑的用量
| 項目 |
用量 |
| PVC、PE、PP、PU和PS普通填充母料 |
08-1.0% |
| 活性輕、 重質(zhì)碳酸鈣 |
1.0-1.2% |
| 超細活性碳酸鈣 |
1.2-1.5% |
| 碳黑、顏料、石墨、氫氧化鎂等高比表面類(lèi)活化 |
1.5-2.5% |
鋁酸酯在常溫下多呈現軟臘狀或固態(tài)，不利于均勻分散，確定其最佳活化工藝是充分發(fā)揮偶聯(lián)劑活化效率的關(guān)鍵。因此，對活化工藝的研究也是鋁酸酯偶聯(lián)劑在非金屬礦粉體中廣泛使用的一個(gè)值得要重視的問(wèn)題。
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