中國粉體網(wǎng)訊  硅灰石是一種呈纖維狀解理的偏硅酸鹽礦物,，具有針狀結(jié)構(gòu),、白度較高、熱膨脹系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性與阻燃性能優(yōu)良,、電絕緣性高等一系列優(yōu)良的物理化學(xué)性能,，因此應(yīng)用前景廣闊。然而天然硅灰石具有親水性,，若要提高資源利用的高附加值,，需要對(duì)其進(jìn)行改性,。

硅灰石粉體表面改性的意義

硅灰石特別是超細(xì)高長(zhǎng)徑比硅灰石廣泛用作塑料、橡膠和纖維等有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料以及油漆,、涂料,、膠粘劑等領(lǐng)域的顏、填料,。而作為顏,、填料的硅灰石本身是一種無機(jī)物，直接添加,，雖然能降低有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料的成本,，增加其穩(wěn)定性、剛性,、阻燃性和絕緣性等,，但由于與有機(jī)聚合物界面性質(zhì)不同，相容性差,，難以均勻分散,；過多的添加往往容易導(dǎo)致材料的機(jī)械強(qiáng)度下降、易脆化等缺點(diǎn),。

因此,，除了白度和粒度方面的要求外,，還必須采用物理、化學(xué)或機(jī)械的方法對(duì)硅灰石表面進(jìn)行包覆改性處理,，改變其表面的物理化學(xué)性質(zhì),，提高其與有機(jī)聚合物、樹脂的相容性,；改善其在有機(jī)聚合物及樹脂中的分散性,，以提高上述有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度以及油漆,、涂料的光學(xué)性能和耐候性等,。

硅灰石的表面改性方法

礦物粉體的表面改性方法有多種不同的分類，根據(jù)改性性質(zhì)的不同分為物理方法,，化學(xué)方法和包覆方法,。根據(jù)具體工藝的差別，表面改性工藝主要有干法,、濕法,、復(fù)合法三種。綜合改性作用的性質(zhì),、手段和目的,，分為包覆法、沉淀反應(yīng)法,、表面化學(xué)法,、接枝法和機(jī)械力化學(xué)法。

目前硅灰石常用的改性方法有：無機(jī)沉淀反應(yīng)改性法,、機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)法,、有機(jī)反應(yīng)包覆法這幾種。

無機(jī)沉淀反應(yīng)改性法

這種方法是用化學(xué)反應(yīng)將反應(yīng)生成物在針狀硅灰石表面形成一層層的改性層,，通過改性層上面的功能結(jié)構(gòu)單元來改善針狀硅灰石的表面性質(zhì),。這種方法簡(jiǎn)單易操作，能夠用比較低的代價(jià)得到改性物質(zhì),。

機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)法

這種是一種復(fù)合型的改善手段,，即通過機(jī)械力的攪拌剪切作用先對(duì)硅灰石顆粒進(jìn)行一個(gè)粉碎和顆粒化的操作,，機(jī)械力的作用能夠很好的將針狀硅灰石的目數(shù)由幾十增加到一千左右,，使得硅灰石的均勻性和長(zhǎng)徑比得到比較明顯的改善，然后使用化學(xué)改性的方法得到改性的硅灰石材料,。這種改性手段能夠有效減小改性成本,，簡(jiǎn)化改性工藝，需要的工藝和機(jī)械條件比較簡(jiǎn)單，具有比較好的應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值,。

有機(jī)反應(yīng)包覆法

有機(jī)反應(yīng)包覆法是利用有機(jī)化合物的功能基團(tuán)在硅灰石表面進(jìn)行反應(yīng),，最終達(dá)到對(duì)硅灰石顆粒表面包覆并改善表面性質(zhì)的手段。一般選用同時(shí)含有親油基團(tuán)和極性基團(tuán)的偶聯(lián)劑有機(jī)化合物作為改性劑,。親油基團(tuán)能夠提供硅灰石在復(fù)合填料時(shí)與聚合物増強(qiáng)相容性,，極性基團(tuán)能夠讓改性劑在硅灰石表面更穩(wěn)定。

偶聯(lián)劑的種類比較多,，經(jīng)常使用的包括硅烷偶聯(lián)劑,、硬脂酸、庚二酸,、鈦酸酯等,。不同的偶聯(lián)劑含有的改性功能基團(tuán)對(duì)無機(jī)填料填充率和填充均勻度也會(huì)有比較明顯的區(qū)別。在研究工作中,，使用兩種或多種不同種類的偶聯(lián)劑能夠在不同濃度和比例上對(duì)無機(jī)填料的性質(zhì)進(jìn)行比較明顯的改善,。

業(yè)內(nèi)這樣改性硅灰石

廣源化工：一種改性超細(xì)硅灰石粉體及其制備方法和應(yīng)用

近期，廣源化工公開一種改性超細(xì)硅灰石粉體及其制備方法和應(yīng)用,。本發(fā)明提供的制備方法,，包括以下步驟：將纖維狀硅灰石粉、預(yù)分散劑,、醋酸乙烯溶液和聚乙烯醇溶液進(jìn)行濕法研磨,，得到混合料；將所述混合料和丙烯酰氧基硅烷改性劑混合進(jìn)行改性,，得到所述改性超細(xì)硅灰石粉體,。所述制備方法制備得到的改性超細(xì)硅灰石粉體可以使非硫化丁基橡膠具有優(yōu)異的耐候性和耐化學(xué)腐蝕性,。

此外,，廣源化工今年2月還公開一種改性硅灰石及其制備方法和在氟橡膠中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的制備方法：將硅灰石漿料和復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑水解液混合,，進(jìn)行表面改性處理,，得到改性硅灰石，所述復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑水解液由復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑在水和低碳醇的混合溶劑中水解得到,，所述復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑包括乙氧基氨基硅烷偶聯(lián)劑和γ（2,3環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑,，所述硅灰石漿料中硅灰石的質(zhì)量百分比≤25％，所述復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑和所述硅灰石的質(zhì)量比≥1.2％,。本發(fā)明提供的制備方法改性硅灰石表面改性效果好,，制備氟橡膠時(shí)補(bǔ)強(qiáng)性好，制備的氟橡膠具有出色的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率,。

環(huán)球礦產(chǎn)：一種工廠改性硅灰石的方法

環(huán)球礦產(chǎn)核心業(yè)務(wù)是硅灰石礦物纖維的生產(chǎn),、加工和銷售。發(fā)展至今,，公司已成為中國北方最大的硅灰石出口基地,，是中國硅灰石行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)單位,。其曾公開一種工廠改性硅灰石的方法：將800目的硅灰石加入到硬脂酸乙醇水溶液中，在密封下,，改性反應(yīng)得到改性硅灰石,。本發(fā)明使用的硅灰石與硬脂酸成本均低，制備方法簡(jiǎn)單,，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境及設(shè)備要求不高,，經(jīng)表面改性處理后的硅灰石，在添加到高分子材料中不僅能改善加工工藝,，還能顯著提高制品力學(xué)性能,，在工業(yè)生產(chǎn)中具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

小結(jié)

近年來,，國內(nèi)外硅灰石市場(chǎng)需求增長(zhǎng)勢(shì)頭不減,，價(jià)格逐步提高。硅灰石與節(jié)能環(huán)保,、電子信息,、生物、航空航天,、軍工以及新材料和新能源為主的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)系也日益緊密,。對(duì)于硅灰石表面改性以及超細(xì)粒級(jí)硅灰石粉的研究需繼續(xù)發(fā)力，以不斷開拓硅灰石新的應(yīng)用領(lǐng)域,。

參考資料：

徐昊等.硅灰石表面有機(jī)改性及性能表征

陳曉龍等.硅灰石表面改性及其在天然橡膠中的應(yīng)用

徐昊.硅灰石粉體表面改性及其機(jī)理研究

陳育良.微波輔助硅灰石粉體表面改性

呂品.丙烯酸涂料的制備和聚丙烯/硅灰石復(fù)合材料研究

粉體大數(shù)據(jù)研究,、國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局等

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）

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