порошковое сырье

Модификация поверхности порошков во многом достигается за счет воздействия модификаторов поверхности на поверхность порошка. Таким образом, состав модификаторов поверхности (разновидность, дозировка и применение) оказывает важное влияние на эффект модификации поверхности порошка и эффективность применения модифицированного продукта. Рецептура модификаторов поверхности является высокоцелевой, то есть имеет характеристики «один ключ открывает один замок», что в основном включает в себя выбор разновидностей, определение дозировки и использования.1. Скрининг модификаторов поверхности Основными факторами при выборе модификаторов поверхности являются свойства порошкового сырья, назначение или область применения продукта, а также такие факторы, как процесс, цена и защита окружающей среды. (1) Свойства порошкового сырья Свойствами порошкового сырья в основном являются кислотность, щелочность, структура поверхности и функциональные группы, характеристики адсорбции и химических реакций и т. д. Следует выбирать как можно больше модификаторов поверхности, способных вступать в химическую или химическую адсорбцию с поверхностью частиц порошка, поскольку физическая адсорбция легко десорбируется при сильном перемешивании или экструзии при последующем нанесении. Например, поверхности кислых силикатных минералов, таких как кварц, полевой шпат, слюда и каолин, могут связываться с силановыми связующими агентами, образуя относительно сильную химическую адсорбцию; однако силановый связующий агент обычно не может химически реагировать или химически адсорбироваться с карбонатными щелочными минералами, в то время как титанатные и алюминатные связующие агенты могут химически адсорбироваться с карбонатными щелочными минералами при определенных условиях и в определенной степени. Поэтому силановые связующие агенты обычно не подходят для использования в качестве модификаторов поверхности карбонатно-щелочных минеральных порошков, таких как легкий карбонат кальция и тяжелый карбонат кальция. (2) Использование продукта Использование продукта является наиболее важным фактором при выборе модификатора поверхности. В разных областях применения предъявляются разные технические требования к характеристикам нанесения порошков, например, к смачиваемости поверхности, диспергируемости, значению pH, укрывистости, устойчивости к погодным условиям, блеску, антибактериальным свойствам, защите от ультрафиолета и т. д. Это одна из причин, по которой модификаторы поверхности должны использоваться. выбираться в зависимости от их использования. Например, неорганические порошки (наполнители или пигменты), используемые в различных пластмассах, резинах, клеях, масляных покрытиях или покрытиях на основе растворителей, требуют хорошей липофильности поверхности, то есть хорошего сродства или совместимости с базовыми материалами из органических полимеров, что требует выбора модификаторов поверхности. это может сделать поверхность неорганического порошка гидрофобной и олеофильной; неорганические пигменты, используемые в керамических заготовках, должны не только иметь хорошую диспергируемость в сухом состоянии, но также должны иметь хорошее сродство с неорганическими заготовками и быть способными равномерно диспергироваться в заготовках; модификаторы поверхности неорганических порошков (наполнители или пигменты), используемые в красках или покрытиях на водной основе, требуют хорошей диспергируемости, седиментационной устойчивости и совместимости модифицированных порошков в водной фазе. Выбор неорганических модификаторов поверхности в основном основан на функциональных требованиях к порошковому материалу в области применения. Например, чтобы диоксид титана обладал хорошей атмосферостойкостью и химической стабильностью, для покрытия поверхности (пленки) следует использовать SiO2 и Al2O3, а чтобы белые слюдяные пигменты имели хороший перламутровый эффект, для покрытия поверхности (пленки) следует использовать TiO2. В то же время разные прикладные системы имеют разные компоненты. При выборе модификатора поверхности также необходимо учитывать совместимость и совместимость с компонентами системы нанесения, чтобы избежать выхода из строя других компонентов системы из-за модификатора поверхности. (3) Процесс модификации Процесс модификации также является одним из важных факторов при выборе модификатора поверхности, таких как температура, давление и факторы окружающей среды. Все органические модификаторы поверхности разлагаются при определенной температуре. Например, температура кипения силанового связующего агента варьируется от 100 до 310 °C в зависимости от типа. Следовательно, температура разложения или точка кипения выбранного модификатора поверхности предпочтительно выше, чем температура обработки во время нанесения. В настоящее время процесс модификации поверхности в основном использует два метода: сухой и мокрый. Для сухого процесса нет необходимости учитывать его растворимость в воде, но для мокрого процесса необходимо учитывать водорастворимость модификатора поверхности, поскольку только тогда, когда он растворим в воде, он может полностью контактировать и вступать в реакцию с частицами порошка. во влажной среде. Например, стеариновую кислоту можно использовать для сухой модификации поверхности порошка карбоната кальция (либо непосредственно, либо после растворения в органическом растворителе). Однако при мокрой модификации поверхности, если стеариновая кислота добавляется напрямую, не только трудно достичь ожидаемого эффекта модификации поверхности (в основном физической адсорбции), но и степень использования является низкой. Поверхностный модификатор серьезно теряется после фильтрации, а выброс органических веществ в фильтрате превышает норму. Другие типы органических модификаторов поверхности также имеют аналогичные ситуации. Поэтому модификаторы поверхности, которые не могут быть непосредственно растворимы в воде, но должны использоваться во влажной среде, должны быть заранее омылены, аммонизированы или эмульгированы, чтобы их можно было растворить и диспергировать в водном растворе. (4) Цена и экологические факторы Наконец, при выборе модификаторов поверхности следует также учитывать факторы цены и окружающей среды. Исходя из требований к производительности приложения или оптимизации производительности приложения, попробуйте использовать более дешевый модификатор поверхности, чтобы снизить стоимость модификации поверхности. При этом обратите внимание на выбор модификатора поверхности, не загрязняющего окружающую среду.2. Дозировка модификатора поверхности Теоретически дозировка, необходимая для достижения монослойной адсорбции на поверхности частиц, является оптимальной дозировкой, которая связана с удельной поверхностью порошкового сырья и площадью поперечного сечения молекулы модификатора поверхности, но эта дозировка не обязательно является дозировкой модификатора поверхности при достижении 100% покрытия. При модификации неорганического поверхностного покрытия разные скорости нанесения покрытия и толщина слоя покрытия могут иметь разные характеристики, такие как цвет, блеск и т. д. Поэтому фактическая оптимальная дозировка должна определяться посредством тестов модификации и испытаний производительности применения. Это связано с тем, что дозировка модификатора поверхности связана не только с дисперсностью модификатора поверхности при модификации поверхности и равномерностью покрытия, но и с конкретными требованиями системы нанесения к поверхностным свойствам и техническим показателям порошкового сырья. материалы. При влажной модификации фактическое количество модификатора поверхности, нанесенное на поверхность порошка, не обязательно равно дозировке модификатора поверхности, поскольку всегда существует часть модификатора поверхности, которая не вступает в реакцию с частицами порошка и теряется в процессе. фильтрация. Следовательно, фактическая дозировка должна быть больше, чем дозировка, необходимая для достижения монослойной адсорбции.3. Способ использования модификаторов поверхности Способ использования модификаторов поверхности является одним из важных компонентов формулы модификатора поверхности и оказывает важное влияние на эффект модификации поверхности порошков. Хороший метод использования может улучшить степень дисперсии модификаторов поверхности и эффект модификации поверхности порошков. Напротив, неправильный метод использования может увеличить количество используемых модификаторов поверхности, и эффект модификации не сможет достичь ожидаемой цели. Способ применения модификаторов поверхности включает способы приготовления, диспергирования и добавления, а также порядок добавления при использовании более двух модификаторов поверхности. (1) Подготовка Способ приготовления модификаторов поверхности зависит от типа модификаторов поверхности, процесса модификации и оборудования для модификации. Различные модификаторы поверхности требуют разных методов подготовки. Например, силанолы связываются с поверхностью порошков. Поэтому для достижения хорошего эффекта модификации (химической адсорбции) перед добавлением лучше всего провести гидролиз. Для других органических модификаторов поверхности, которые необходимо разбавить и растворить перед использованием, таких как титанат, алюминат, стеариновая кислота и т. д., для разбавления и растворения следует использовать соответствующие органические растворители, такие как безводный этанол, толуол, эфир, ацетон и т. д. . Органические модификаторы поверхности, такие как стеариновая кислота, титанат, алюминат и т. д., которые не растворяются непосредственно в воде, используемые в процессе влажной модификации, должны быть заранее омылены, аммонизированы или эмульгированы, чтобы стать продуктами, растворяемыми в воде. (2) Метод сложения Лучший способ добавления модификаторов поверхности - обеспечить равномерный и полный контакт модификаторов поверхности и порошков для достижения высокой степени дисперсии модификаторов поверхности и равномерного покрытия модификаторов поверхности на поверхности частиц. Поэтому лучше всего использовать метод непрерывного распыления или капельного (добавления) в зависимости от скорости подачи порошка. Конечно, только непрерывный порошковый модификатор поверхности может обеспечить непрерывное добавление модификаторов поверхности. Метод приготовления неорганических модификаторов поверхности относительно особенный, и необходимо учитывать множество факторов, таких как pH раствора, концентрация, температура и добавки. Например, при нанесении диоксида титана на поверхность мусковита сульфат титанила или тетрахлорид титана необходимо предварительно гидролизовать. (3) Порядок добавления лекарств Когда для обработки порошка используется более двух модификаторов поверхности, порядок добавления препаратов также оказывает определенное влияние на конечный эффект модификации поверхности. При определении порядка добавления модификаторов поверхности необходимо прежде всего проанализировать роль каждого из двух модификаторов поверхности и способ действия на поверхность порошка (будь то преимущественно физическая адсорбция или химическая адсорбция). Вообще говоря, модификатор поверхности, который играет основную роль и в основном химически адсорбируется, добавляется первым, а модификатор поверхности, который играет второстепенную роль и представляет собой в основном физическую адсорбцию, добавляется позже. Например, когда смешивают связующий агент и стеариновую кислоту, вообще говоря, связующий агент следует добавлять первым, а стеариновую кислоту следует добавлять позже, поскольку основной целью добавления стеариновой кислоты является повышение гидрофобности и липофильности порошка. и уменьшить количество связующего агента и стоимость операции модификации.