對滑石粉進(jìn)行表面改性處理,可提高滑石粉與聚合物的界面親和性,改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散狀態(tài),這樣滑石粉在復合材料中就不僅具有增量作用,還能起到增強改性的效果,從而提高復合材料的物理力學(xué)性能,使滑石得到更好的應用效果和更廣泛的應用領(lǐng)域。
1、滑石粉鈦酸酯偶聯(lián)劑改性
鈦酸酯偶聯(lián)劑的作用是在填料表面形成一層單分子覆蓋膜.改變其原有的親水性質(zhì),使填料表面性質(zhì)發(fā)生根本性變化。
由于鈦酸酯偶聯(lián)劑具有獨特的結構,對聚合物與填充劑有良好的偶聯(lián)效能,因而可提高填料的分散性和流動(dòng)性,改善復合材料的斷裂伸長(cháng)率、沖擊性和阻燃性能等。
?。?)改性方法
干法改性:滑石粉在預熱至100℃-110℃的高速混合機中攪拌烘干,然后均勻加入計量的鈦酸酯偶聯(lián)劑(用適量的15#白油稀釋?zhuān)?,攪拌數分鐘,即可獲得改性滑石粉填料。
濕法改性:計量的鈦酸酯偶聯(lián)劑用一定量溶劑稀釋后,加入一定量滑石粉,于95℃下攪拌30min,過(guò)濾烘干得改性滑石粉產(chǎn)品。
?。?)應用特性
經(jīng)鈦酸酯偶聯(lián)劑改性的滑石粉填料可提高與聚丙烯(PP)的相容性,降低體系粘度,增加體系流動(dòng)性,改善體系加工性能,減少變形,提高尺寸穩定性,擴大PP的應用范圍。
2、滑石粉鋁酸酯偶聯(lián)劑改性
?。?)改性方法
將適量的鋁酸酯(如L2型)溶于溶劑(如液體石蠟)中,加入烘干的1250目的微細滑石粉進(jìn)行研磨30min改性,并在100℃下恒溫一段時(shí)間,冷卻后即得改性產(chǎn)品。
?。?)應用特性
用鋁酸酯改性后的滑石粉與普通滑石粉相比,在液體石蠟中的粘度顯著(zhù)減小,水滲透時(shí)間增大,有機憎水改性效果明顯。由鋁酸酯改性的滑石粉代替半補強碳黑填充橡膠,其拉伸強度、伸長(cháng)率等力學(xué)性能有所提高。同時(shí),替代量很大??蛇_到降低成本,減少環(huán)境污染的效果。
3、滑石粉有機高分子改性
采用甲苯二異氰酸酯(TDI)和丙烯酸羥丙酯(HPA)對滑石粉體進(jìn)行表面改性,分別接枝包覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)層和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物(PMMA-Co-PBA)層,構成復合粒子。
?。?)復合粒子制備方法
取經(jīng)TDI、HPA表面處理并進(jìn)一步純化處理的有機化滑石粉粒子、甲苯、引發(fā)劑及丙烯酸丁酯(BA)和二乙烯苯(DVB)各適量置于反應釜中,攪拌均勻,在維持溫度為75±5℃的情況下,連續滴加下列按適當比例混合的溶液:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、BA、DVB、甲苯、偶氮二異丁腈。滴加完畢后在80±5℃下維持反應2.5h。然后在減壓下蒸出溶劑及未反應物(絕對壓力約8kPa,溫度不小于85℃),然后經(jīng)索氏萃取器用異丙醇抽提24h,再經(jīng)洗滌烘干過(guò)篩制得表面有機高分子復合滑石粉粒子。
?。?)應用特性
包覆高分子后的滑石粉復合粒子混配的材料,其拉伸、沖擊強度均較滑石粉直接填充者明顯提高,包覆粒子的沖擊、拉伸強度大致提高(119±4)%,而經(jīng)無(wú)規共聚柔性高分子包覆的拉伸強度提高136%,沖擊強度提高162%。柔性高分子包覆的滑石粉復合粒子混配材料,其增強增韌效果十分明顯,而且可在大范圍填充下(粒子填充質(zhì)量分數5%-35%)強韌性增長(cháng)持續有效(拉伸強度提高1/3,沖擊強度提高近2/3)。這種復合粒子是一種行之有效地提高制品綜合性能、降低材料成本的新型填充材料,用于電纜料時(shí)綜合性能良好。
4、滑石粉硅烷偶聯(lián)劑改性
滑石粉屬于極性的水不溶物質(zhì),當它們分散于極性極小的有機高分子樹(shù)脂中,因極性的差別,造成二者相容性不好,直接或過(guò)多地填充往往容易導致材料的某些力學(xué)性能下降以及易脆化等缺點(diǎn),從而對制品的加工性能和使用性能帶來(lái)負面影響??刹捎霉柰榕悸?lián)劑對滑石粉填料的表面進(jìn)行改性處理。
?。?)改性方法
將硅烷偶聯(lián)劑(如KH-570)配成溶液,攪拌均勻。將溶液滴入烘干后的滑石粉中,攪拌40-60min,使處理劑充分包覆填料四,再經(jīng)加熱烘干即制得改性滑石粉。
?。?)應用特性
由硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性的滑石粉作為高分子材料的填料,可使填充體系的強度、模量均有明顯的提高,改性效果良好,具有較好的實(shí)際應用價(jià)值。
5、滑石粉磷酸酯改性
?。?)改性方法
先將滑石粉于80℃攪拌下在磷酸酯的水溶液中預包覆1h,接著(zhù)于95℃左右干燥;最后再升高溫度至125℃,熱處理1h。磷酸酯的用量為滑石粉的0.5%-8%。
?。?)應用特性
磷酸酯可與滑石粉表面發(fā)生化學(xué)吸附和物理吸附反應形成表面包覆,增加表面包覆量可改善滑石粉的分散狀態(tài),可顯著(zhù)改變填充體系的形態(tài)和機械性能。
來(lái)源:黃麗婕,李藝.超細滑石粉的表面改性及應用特性[J].輕工科技.
更多精彩!歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信(粉體技術(shù)網(wǎng))
|