偶聯(lián)劑是高嶺土最常用和最有效的表面改性劑,其親水基團可與高嶺土表面的親水活性基團作用,使高嶺土表面性質(zhì)向疏水性轉變,可增大填充量,節約成本,同時(shí)可保持較好的分散性,從而改善了聚合物基體的綜合性能,特別是沖擊強度、抗張強度、柔韌性和撓曲強度等。
偶聯(lián)劑改性高嶺土,既可用干法,也可用濕法。
1、高嶺土干法改性工藝與設備
干法處理改性是在一定溫度條件下,將高嶺土粉料置于高速攪拌的混合容器中,將溶有偶聯(lián)劑的溶劑慢慢加入,攪拌一段時(shí)間后就可制得改性高嶺土填料,此方法簡(jiǎn)單靈活,且完全省去了脫水和干燥過(guò)程,常作為普遍的改性方法。
干法處理改性有兩種混合方法:一種是在攪拌翻動(dòng)填料的過(guò)程中,將液態(tài)改性劑或稀釋過(guò)的改性劑噴入混合;還有一種是將改性劑與填料在與聚合物機械混煉時(shí)一起加入。
偶聯(lián)劑的用量相對粉體的量較少,通常為粉體用量的 1%~5%,很難在改性過(guò)程中達到對顆粒處理均一及顆粒表面改性層可控等目的,因此若達到改性劑與粉體混合包覆均勻的狀態(tài),需對設備和操作過(guò)程十分注意,同時(shí)對設備的要求較高。
目前,干法改性設備主要有高速加熱式混合機、高速氣流沖擊式粉體表面改性機、連續式粉體表面改性機等。
2、高嶺土濕法改性工藝與設備
偶聯(lián)劑濕法改性與干法改性相比,具有與表面改性劑混合均勻,分散性好的優(yōu)點(diǎn),適合用于可溶或可水解的有機表面改性劑,更適用于前段為濕法制高嶺土粉的工藝而后段又需要干燥的場(chǎng)合?! ?br />
濕法偶聯(lián)劑處理改性高嶺土,是在一定溫度條件下將高嶺土粉料浸入溶有偶聯(lián)劑的溶液中相互作用一段時(shí)間,然后使高嶺土粉與溶劑分離,再將粉料進(jìn)行干燥處理。濕法處理改性也有兩種混合方法:
一種是將偶聯(lián)劑水溶液或乳液或偶聯(lián)劑直接加到高嶺土水懸浮液中攪拌反應,然后再除水干燥;
另一種方法是將高嶺土懸浮于偶聯(lián)劑溶液中,讓其吸附偶聯(lián)劑,再除溶劑,干燥。
該工藝的主要參數是高嶺土漿料濃度、改性溫度和時(shí)間及干燥溫度和時(shí)間。由于偶聯(lián)劑的分解溫度一般較低,干燥溫度過(guò)高或干燥時(shí)間過(guò)長(cháng)都可能導致偶聯(lián)劑的功能基團失效或破壞,因此干燥工藝條件的確定必須嚴格依據偶聯(lián)劑的物理化學(xué)特性。
濕法改性對設備的要求較低,現在最常用的設備是球磨機,其主要方法是將高嶺土除沙后制成一定濃度的漿體,在加熱條件下與改性劑混合,然后在球磨機中改性一定時(shí)間,離心液體,烘干沉淀物后粉碎。有研究發(fā)現濕法超細粉碎煤系煅燒高嶺土顆粒,可以導致晶體結構發(fā)生晶格畸變和非晶化,會(huì )使顆粒密度降低,白度有所提高。
來(lái)源:[1]李曉曉.高嶺土濕法改性及應用的研究[D].青島科技大學(xué),2016.
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