表面改性劑是實現(xiàn)粉體表面改性預(yù)期目的的關(guān)鍵,但種類繁多,具有很強(qiáng)的針對性,從表面改性劑分子與無機(jī)粉體表面作用的角度來考慮,應(yīng)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,因為物理吸附在其后應(yīng)用過程中的強(qiáng)烈攪拌或擠壓作用下容易脫附。
但是,在實際選用時還必須考慮其他因素,如產(chǎn)品用途、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或要求、改性工藝以及成本、環(huán)保等。
選擇因素一:產(chǎn)品的用途
這是選擇表面改性劑品種最重要的考慮因素,因為不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ψ垠w應(yīng)用性能的技術(shù)要求不同,如表面潤濕性、分散性、pH值、電性、耐候性、光澤、抗菌性等,這就是要根據(jù)用途來選擇表面改性劑品種的原因之一。
例如:用于各種塑料、橡膠、膠粘劑、油性或溶劑型涂料的無機(jī)粉體(填料或顏料),要求表面親油性好,即與有機(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機(jī)粉體表面疏水親油的表面改性劑;
在選擇包覆用電纜絕緣材料填料的煅燒高嶺土?xí)r,還要考慮表面改性劑對介電性能及體積電阻率的影響;
對于陶瓷坯料中使用的無機(jī)顏料,不僅要求其在干態(tài)下有良好的分散性,而且要求其與無機(jī)坯料的親和性好,能夠在坯料中均勻分散;
對于水性漆或涂料中使用的無機(jī)粉體(填料或顏料)的表面改性劑,則要求改性后粉體在水相中的分散性、沉降穩(wěn)定性和配伍性好。
同時,不同應(yīng)用體系的組分不同,選擇表面改性劑時還須考慮與應(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。
選擇因素二:改性工藝
改性工藝也是選擇表面改性劑品種的重要考慮因素之一。目前的表面改性工藝主要采用干法和濕法兩種。
對于干法工藝不必考慮其水溶性的問題,但對于濕法工藝要考慮表面改性劑的水溶性,因為只有能溶于水才能在濕式環(huán)境下與粉體顆粒充分地接觸和反應(yīng)。
例如,碳酸鈣粉體干法表面改性時可以用硬脂酸(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,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,過濾后表面改性劑流失嚴(yán)重,濾液中有機(jī)物排放超標(biāo)。
其他類型的有機(jī)表面改性劑也有類似的情況。因此,對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,使其能在水溶液中溶解和分散。
此外,選擇表面改性劑品種時還要考慮應(yīng)用時的工藝因素,如溫度、壓力以及環(huán)境因素等。所有的有機(jī)表面改性劑都會在一定的溫度下分解,如硅烷偶聯(lián)劑的沸點依品種不同在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最好高于應(yīng)用時的加工溫度。
選擇因素三:價格和環(huán)境因素
最后,選擇表面改性劑還要考慮價格和環(huán)境因素,在滿足應(yīng)用性能要求或應(yīng)用性能優(yōu)化的前提下,盡量選用價格較便宜的表面改性劑,以降低表面改性的成本。同時要注意選擇不對環(huán)境造成污染的表面改性劑。
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