《粉体表面处理技术》PPT课件.ppt

粉体表面处理技术,影响粉体性能的基本因素,粉末材料的化学成分 粉末材料的晶体结构 粉末材料的形貌特征 粒径 粒径分布 形状 粉末材料的表面性质 表面能 表面张力 表面化学位 表面官能团 表面酸碱性,粉体表面改性的目的,增加相容性 提高分散性 赋予新功能 着色力 遮盖力 耐侯性 耐热性 提高附加值 控制释放 环境保护,改性技术的内容与发展趋势,粉体表面该性的原理和方法 表面改性剂 表面改性工艺与设备 改性过程的控制与产品检测技术 表面性能设计 改性产品年增长15% 新型表面改性剂及改性设备 超细化、活性化及晶体结构复杂化统一,粉体的表面及界面性质,比表面积 比表面积=形状因子/（密度X平均粒径） 表面能 表面能=表面张力X比表面积 表面官能团 种类、数量与比例 表面润湿性（接触角） 表面电性能,粉体表面改性方法,涂敷改性（冷法、热法） 石英砂涂敷树脂，提高铸造时粘结性 表面化学改性（主要方法） 颗粒表面性质、改性剂种类、用量用法及工艺设备与操作条件 沉淀反应改性（钛白、云母） 机械化学改性 高能改性、酸碱处理等,粉体表面改性设备,高速混合（捏和）机 HYB高速气流冲击式粉体表面处理机 （东京理科大学、奈良机械制作所） 球磨机、砂磨机 液相表面处理 喷雾表面处理,粉体表面改性剂,偶联剂 硅烷类；钛酸脂、铝酸脂、锆酸脂类 表面活性剂（离子型、非离子型） 有机聚合物、有机硅 不饱和有机酸、丙烯酸树脂 氢氧化物及其盐 超分散剂,颜料的表面处理,-超分散剂技术,超细粉末的分散性,粉末分散性的具体表现 粉末分散的难易程度 决定加工能耗与时耗 分散粉体的稳定性 决定储存稳定性及最终实用性能 抗絮凝，抗沉降，抗浮色等 流动性，流平性，遮盖力 光泽，亮度，着色强度,影响粉末分散性的基本因素,不可更改因素 粉体材料的化学成分 粉体形貌 粒径与粒径分布 可更改因素（提高分散性的手段) 1)干燥工艺 2)表面处理剂(改变表面能， 表面酸碱性 表面张力,表面化学位，表面官能团) 3)润湿分散剂(改变粉末/介质界面张力，降低界面自由能，提高分散稳定性),粉体分散领域的研究课题,粉末表面结构表征与性能测试 表面处理剂的选择及其吸附机理 表面处理剂与介质及其它表面活性 物质之间的竞争吸附,吸附层结构 表面处理剂与分散介质的相互作用 表面处理工艺与设备 关键：表面处理剂(润湿分散剂),CH系列超分散剂,结构特征与应用特点,颜料分散的基本过程,1）润湿过程 液固界面取代气固界面；润湿角 2）破碎过程 外力作用；粒子团聚与破碎平衡 3）稳定过程 影响分散稳定性的基本因素 分散稳定的基本特征,润湿分散剂的作用机理,1）降低液 / 固界面张力 2）电荷稳定机理 双电层理论 3）空间稳定机理 熵排斥理论 渗透排斥理论,润湿分散剂的常见类型,1）水性体系 聚磷酸盐 表面活性剂 水溶性聚合物 2）非水分散体系 天然高分子 合成高分子 偶联剂,传统润湿分散剂的局限性,1）亲水基结合力不强，易脱附 起亲水作用，不为颜料表面性质设计 2）亲油基为正构烷烃，相容性欠佳 非极性基团，不适应极性介质 3）亲油基太短，位阻不够 碳链长度不超过18个碳原子,超分散剂的锚固基团,锚固基团取代亲水基针对颜料表面设计 (1)强极性表面 单点化学键结合 (2)弱极性表面 多点氢键结合 (3)非极性表面 表面增效剂,超分散剂的溶剂化链,1）单端官能化 2）相容性可调 单体种类及配比 溶解度参数 容剂化链极性 相似相容原则 3）容剂化链长度 分子量控制,超分散剂的吸附形态,超分散剂作用机理示意图,超分散剂的吸附性能,Rehacek方法,超分散剂在磁粉表面的吸附等温线 (Mn=700),超分散剂在磁粉表面的吸附等温线 (Mn=1500),超分散剂在磁粉表面的吸附参数 (Mn=700),超分散剂在磁粉表面的吸附参数 (Mn=1500),超分散剂作用体系的流变性能,超分散剂的最值用量,超分散剂的降粘作用,锚固基团对流变曲线的影响,溶剂化链对流变曲线的影响,超分散剂的分散稳定作用,超分散剂对磁浆沉降稳定性的影响,超分散剂对油墨粘度稳定性的影响,超分散剂的使用方法,1）降低研磨介质的树脂浓度 传统树脂浓度及颜料含量正常粘度 降低树脂浓度降低粘度及稳定性 2）加入超分散剂 提高稳定性， 进一步降低粘度 3）提高颜料含量 高颜基比，高稳定性，正常粘度,超分散剂使用注意事项,1）研磨基料中树脂浓度最低化 维持稀释稳定性即可 2）先于颜料及填料加入 3）其它助剂尽量在稀释及后续过程加入 4）用量与颜料比表面积有关 约2mg每平方米（BET） 最佳用量对应最低粘度，最佳质量,超分散剂的应用特点,润湿快速充分,缩短研磨时间,提高生产率 提高颜基比，减少能耗和设备损耗 降低粘度，改善流变性 提高分散稳定性，避免再分散 研磨基料相容性好，通用性强 不易氧化结皮，减少废弃物 超分散剂不亲水，不会导入亲水膜 分散彻底，应用性能大幅度提高,CH-5型超分散剂, 在胶印油墨中的应用,应用特点,提高油墨质量 高光泽，高着色力，高透明度 提高生产效率 提高颜 / 基比，缩短研磨时间 通用性强 热固型与单张纸型通用同一基料 高分散稳定性,胶印油墨用超分散剂的选择,立索尔红 / 罗宾红8CH5 酞箐及炭黑颜料103：1 CH5：CH-11B 联苯胺黄 103：1 CH5： CH-22,CH5使用方法,将研磨基料的树脂浓度降低至3040 在基料中尽量少使用胶质油或胶凝剂 在用基料调制油墨时多补充上述物质 由于CH5降低基料粘度，故可提高颜 料含量，减少溶剂用量，改善油墨干燥 性能,热固型/单张纸型研磨基料配方,凡立水配方,留油配方,成品油墨配方,成品油墨配方,CH-1型超分散剂,在色母及塑料混合物中的应用,CH-1的应用特点,提高遮盖力与着色强度，节省颜料成本 提高生产效率，同时提高分散质量 消除色点及表面斑点，改善表面状况 质量稳定性好，浪费少，加工成本低 减少颜料粉尘，改善加工条件 对其他性能无不良影响,CH-1的使用方法,在高速混合机中加入聚合物 加入计量的CH-1（约为颜料填料总重量 的5-10%）充分混合（2MIN/1800RPM） 加入颜料、填料及其它加工助剂，继续 充分混合（1MIN/1800RPM） 其它加工步骤不变,CH-1用于PE色母的典型配方,CH-1用于硬质PVC门窗材料的典型配方,CH-1用于吹瓶级PVC的典型配方,CH-1用于软质PVC电缆料的典型配方,TBLS配方 TRIBASIC LEAD SULPHATE （三 盐基硫酸铅） 80PHR LEAD 5PHR; DOP 8PHR; SNOWCAL70 5PHR,CH-1用于ABS的典型配方,CH-1用于PS的典型配方,CH-2型超分散剂,在增塑剂糊中的应用,CH2型超分散剂在PVC用增塑剂糊中的应用,应用特点 增加颜料含量， 缩短研磨时间， 提高 生产效率，节省加工能耗及劳动力成本 低粘度，低假塑性，易流动，易泵输 稳定性好，减少颜料沉降、絮凝、分色 增塑剂含量少，通用性强 高遮盖力，高着色强度,CH-2的使用方法,在增塑剂中加入计量的CH-2超分散剂， 充分搅拌至完全溶解，然后加入计量的 颜料（或填料）研磨。 由于 CH-2的降粘作用，颜料（或填料） 含量要比传统用量高。 CH-2的用量一般为颜料及填料用量的?1-2%，个别为2-5%。,CH-2在增塑剂糊中的典型应用配方,CH-6型超分散剂,在增塑剂糊中的应用,CH6型超分散剂在PVC用增塑剂糊中的应用,应用特点 增加颜料含量， 缩短研磨时间， 提高 生产效率，节省加工能耗及劳动力成本 低粘度，低假塑性，易流动，易泵输 稳定性好，减少颜料沉降、絮凝、分色 增塑剂含量少，通用性强 高遮盖力，高着色强度,CH-6的使用方法,在增塑剂中加入计量的CH-6超分散剂， 充分搅拌至完全溶解，然后加入计量的 炭黑或有机颜料颜料研磨。 由于 CH-6具有明显的的降粘作用，故颜 料含量要比传统配方颜料用量高。 CH-6的用量一般为炭黑或有机颜料用量 的5-15%。,CH-6的典型使用配方,CH-4型超分散剂,用于颜（填）料表面处理,CH-4的应用特点,增加颜（填）料疏水性，过滤容易 颜料粒度细，团聚疏松，容易分散 取代松香类表面处理剂，提高耐热性 滤饼含水量少，容易干燥 降低吸油值，改善着色效果,CH-4的使用方法,在偶氮颜料偶合之前或偶合过程中加入 在颜料（填料）过滤以前或进行其它 表面处理之前加入 在滤饼打浆过程中加入 与颜料（填料）充分混合 用量为颜料或填料干重的10-50% （CH-4有效成分含量为10%）,CH-35型油墨抗乳化助剂,应用于胶印油墨及FLUSH,CH-35助剂的应用特点,提高油墨抗乳化能力，