表面改性劑配方確定以后,表面改性工藝是決定表面改性效果最重要的影響因素之一。表面改性工藝要滿足表面改性劑的應(yīng)用要求或應(yīng)用條件,對表面改性劑的分散性好,能夠?qū)崿F(xiàn)表面改性劑在粉體表面均勻且牢固的包覆;同時要求工藝簡單、參數(shù)可控性好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,而且能耗低、污染小。
因此,選擇表面改性工藝時至少要考慮以下因素:
①表面改性劑的特性,如水溶性、水解性、沸點或分解溫度等;②前段粉碎或粉體制備作業(yè)是濕法還是干法?如果是濕法作業(yè)可考慮采用濕法改性工藝;③表面改性方法。方法決定工藝,如對于表面化學(xué)包覆,既可采用干法,也可采用濕法工藝;但對于無機表面改性劑的沉淀包膜,只能采用濕法工藝。
1、干法工藝
干法表面改性工藝簡單,適用于各種有機表面改性劑,特別是非水溶性的各種表面改性劑。在干法改性工藝中,主要工藝參數(shù)是改性溫度、粉體與表面改性劑的作用或停留時間。干法工藝中表面改性劑的分散和表面包覆的均勻性在很大程度上取決于表面改性設(shè)備。
2、濕法工藝
濕法工藝具有表面改性劑分散好、表面包覆均勻等特點,但需要后續(xù)脫水(過濾和干燥)作業(yè),適用于各種可水溶或水解的有機表面改性劑、無機表面改性劑以及前段為濕法制粉工藝而后段又需要干燥的場合。在濕法改性工藝中,主要工藝參數(shù)是溫度、漿料濃度、反應(yīng)時間、干燥溫度和干燥時間等。
3、粉碎與表面改性合二為一工藝
其特點是可以簡化工藝,此外某些表面改性劑具有一定的助磨性,可在一定程度上提高粉碎效率。不足之處是溫度不好控制,難以滿足改性的工藝技術(shù)要求,而且,由于粉碎過程中包覆好的顆粒不斷被粉碎,產(chǎn)生新的表面,顆粒包覆不均勻,包覆率不高;此外,如果粉碎設(shè)備的散熱不好,超細粉碎過程中局部的過高溫升可能在一定程度上使表面改性劑分解或分子結(jié)構(gòu)被破壞。
4、干燥與表面改性合二為一工藝
其特點也是可以簡化工藝,但干燥溫度一般在200℃以上,干燥過程中加入的低沸點表面改性劑可能還來不及與與粉體表面作用就隨水分子一起蒸發(fā),在水分蒸發(fā)后出料前添加表面改性劑雖然可以避免表面改性劑的蒸發(fā),但停留時間較短,難以確保均勻牢固的包覆。
濕法表面改性工藝雖然也要經(jīng)過干燥,但是干燥之前表面改性劑已吸附于顆粒表面,排擠了顆粒表面的水化膜,因此在干燥時,首先蒸發(fā)掉的是顆粒外圍的水分。
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