無(wú)機(jī)粉體表面改性劑的配方包括：改性劑品種、改性劑用量和改性劑用法，其選擇步驟為：
第一步：依據(jù)應(yīng)用體系基料的種類(lèi)和性質(zhì)選擇表面改性劑，優(yōu)先選擇與粉體表面進(jìn)行化學(xué)吸附或化學(xué)反應(yīng)的表面改性劑；
第二步：根據(jù)粉體材料的比表面積設(shè)計(jì)用量；
第三部：根據(jù)表面改性劑的理化性質(zhì)設(shè)計(jì)使用方法。
1、表面改性劑品種
?。?）盡可能選擇能與粉體顆粒表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附的表面改性劑，因?yàn)槲锢砦皆谄浜髴?yīng)用過(guò)程中的強(qiáng)烈攪拌或擠壓作用下容易脫附。
硅烷偶聯(lián)劑可以與石英、長(zhǎng)石、云母、高嶺土等呈酸性的硅酸鹽礦物表面進(jìn)行鍵合，形成較牢固的化學(xué)吸附。但硅烷偶聯(lián)劑一般不能與碳酸鹽類(lèi)堿性礦物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附，因此，硅烷偶聯(lián)劑一般不宜用作輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣的表面改性，而鈦酸酯和鋁酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑則在一定條件下和一定程度上與碳酸鈣發(fā)生化學(xué)吸附作用。
（2）不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ψ垠w應(yīng)用性能的技術(shù)要求不同，如表面潤(rùn)濕性、分散性、pH值、遮蓋力、耐候性、光澤、抗菌性、防紫外線(xiàn)等，這就是要根據(jù)用途來(lái)選擇表面改性劑品種的原因之一。
用于各種塑料、橡膠、膠黏劑、油性或溶劑型涂料的無(wú)機(jī)粉體（填料或顏料）要求表面與有機(jī)高聚物基料有良好的親和性或相容性，這就要求選擇能使無(wú)機(jī)粉體表面親有機(jī)高聚物的表面改性劑。對(duì)于水性漆或涂料中使用的無(wú)機(jī)粉體的表面改性劑則要求改性后粉體在水相中的分散性、沉淀穩(wěn)定性和配伍性好。
（3）不同應(yīng)用體系的組分不同，選擇表面改性劑時(shí)就需要考慮與應(yīng)用體系組分的相容性和配伍性，避免因表面改性劑而導(dǎo)致體系中其他組分功能的失效。
?。?）選擇表面改性劑時(shí)要考慮應(yīng)用時(shí)的工藝因素，如溫度、壓力以及環(huán)境因素等。所有的有機(jī)表面改性劑都會(huì)在一定的溫度下分解，如硅烷偶聯(lián)劑的沸點(diǎn)依品種不同在100-310℃之間變化，因此，所選擇的表面改性劑的分解溫度或沸點(diǎn)最好高于應(yīng)用時(shí)的加工溫度。
（5）改性工藝也是選擇表面改性劑的重要考慮因素之一。例如碳酸鈣干法表面改性時(shí)可以用硬脂酸（直接添加或用有機(jī)溶劑溶解后添加均可），但在濕法表面改性時(shí)，如直接添加硬脂酸，不僅難以達(dá)到預(yù)期的表面改性效果（主要是物理吸附），而且利用率低，過(guò)濾后表面改性劑流失嚴(yán)重，濾液中有機(jī)物排放超標(biāo)。
因此，對(duì)于不能直接水溶而又必須在濕法環(huán)境下使用的表面改性劑，必須預(yù)先將其皂化、銨化或乳化，使其能在水溶性中溶解和分散。
2、表面改性劑用量
一般情況下，粉體的比表面積越大，改性劑的用量也越大。理論上改性劑的用量以能在無(wú)機(jī)粉體表面形成改性單分子膜最為合適，用量不足會(huì)是粉體顆粒表面得不到充分覆蓋及活化；用量過(guò)多，既增加成本，又使多余的改性劑游離于填充體系內(nèi)，影響復(fù)合材料的使用性能。
對(duì)于濕法改性，表面改性劑在粉體表面的實(shí)際包覆量不一定等于表面改性劑的用量，因?yàn)榭傆幸徊糠直砻娓男詣┪茨芘c粉體顆粒作用，在過(guò)濾時(shí)就流失掉了。因此，實(shí)際用量要大于達(dá)到單分子層吸附所需的用量。
3、表面改性劑用法
表面改性劑的用法包括配制、分散和添加方法以及使用兩種以上表面改性劑的加藥順序。
?。?）配制方法
不同的表面改性劑需不同的配制方法，如硅烷偶聯(lián)劑與粉體表面起鍵合作用的是硅醇，因此，要達(dá)到好的改性效果（化學(xué)吸附）最后在添加前進(jìn)行水解。
對(duì)于使用前需要稀釋和溶解的有機(jī)表面改性劑，如鈦酸酯、鋁酸酯、硬脂酸等應(yīng)采用相應(yīng)的有機(jī)溶劑，如無(wú)水乙醇、甲苯、乙醚、丙酮等進(jìn)行稀釋和溶解。
?。?）添加方法
為了使表面改性劑的高度分散和表面改性劑在粉體表面的均勻包覆，最好采用與粉體給料速度聯(lián)動(dòng)的連續(xù)噴霧或滴（添）加方式，當(dāng)然只有采用連續(xù)式的表面改性機(jī)才能做到連續(xù)添加。
（3）添加順序
在選用兩種以上的表面改性劑時(shí)，加藥順序?qū)ψ罱K改性效果也有一定的影響。在確定其添加順序時(shí)，首先要分析表面改性劑各自所起的作用和與粉體表面的作用方式（是物理吸附還是化學(xué)吸附），一般來(lái)說(shuō)，先加起主要作用和以化學(xué)吸附為主的表面改性劑，后加起次要作用和以物理吸附為主的表面改性劑。
例如混合使用偶聯(lián)劑和硬脂酸時(shí)，應(yīng)先加偶聯(lián)劑，后加硬脂酸，因?yàn)樘砑佑仓岬闹饕康氖菑?qiáng)化粉體的疏水性以及減少偶聯(lián)劑的用量，降低改性作業(yè)的成本。
想要聽(tīng)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）鄭水林教授分享礦物粉體表面改性方法、工藝及設(shè)備等精彩內(nèi)容：
礦物粉體表面改性的應(yīng)用需求
礦物粉體表面改性方法種類(lèi)
礦物粉體表面改性的主要試劑及其功能特點(diǎn)
礦物粉體表面改性的主要裝備選擇及注意事項(xiàng)
案例解析
那就快來(lái)報(bào)名參加“2018第三屆礦物精細(xì)加工技術(shù)高級(jí)研修班”
時(shí)間：2018.01.20-22日（周六、周日、周一）
地點(diǎn)：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
咨詢(xún)：18701083278（掃描下方二維碼添加）
主講老師：
-
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），鄭水林教授
-
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），丁浩教授
-
中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院，王玉芬教授
-
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），張澤朋教授
-
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），杜高翔副教授
課程內(nèi)部：包括礦物精選提純、超細(xì)粉碎、表面改性、顆粒復(fù)合、綜合利用等精深加工，涉及石英/碳酸鈣/高嶺土/膨潤(rùn)土/長(zhǎng)石/滑石/云母/硅灰石/重晶石……
|
