粉體表面改性典型工藝及選擇原則

對于粉體表面改性來說，工藝的選擇至關重要，表面改性工藝要滿足表面改性劑的應用要求或應用條件，對表面改性劑的分散性好，能夠實現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、參數可控性好、產品質量穩定，而且能耗低、污染小。

1、粉體表面改性工藝選擇原則

粉體表面改性工藝的選擇主要依據是改性目的、改性方法、改性劑性質和原料性質等。

（1）以偶聯劑或其他有機物為表面改性劑旨在提高表面與高聚物相容性的非金屬礦物填料或顏料的表面有機改性一般采用表面化學包覆改性法，工藝可采用干法或濕法。

在前段為干法制粉的情況下一般采用干法改性工藝，而在前段為濕法制粉的情況下，既可采用濕法改性工藝（改性后再過濾和干燥），也可干燥后采用干法改性工藝。

在粉體原料很細的情況下，采用濕法改性工藝可在一定程度上防止干燥后微細顆粒形成硬團聚體，有利于恢復原粒度。

（2）以無機鹽或氧化物的前驅體為表面改性劑旨在制備功能性復合粉體材料的無機表面復合改性，一般采用濕法化學沉淀法，完成表面無機包覆后再進行洗滌、過濾、干燥和熱處理。

（3）以季銨鹽和其他有機鹽類為表面改性劑旨在制備層間化合物和改善層狀非金屬礦物，如蒙脫石在有機溶劑中流變性和提前其與有機單體原位聚合性能的表面改性，一般采用濕式化學插層改性方法，完成插層后再進行過濾、干燥和解聚。

（4）對于不能溶于水的有機表面改性劑，要采用干法表面改性工藝；如果一定要在濕法（水中）使用就必須進行皂化、銨化、乳化等預處理。對于某些對改性溫度要求不嚴的表面改性，可以在粉體研磨粉碎過程中添加表面改性劑進行表面改性。

（5）對于容易在水中溶解的原料，最好采用干法表面改性工藝。

2、典型的粉體表面改性工藝流程

（1）有機化學包覆改性工藝

采用干法改性工藝和濕法改性工藝均可，濕法改性工藝中改性劑必須是水溶性的。

有機化學包覆改性干法工藝和濕法工藝

為了達到良好的表面化學包覆效果，一定的反應溫度和反應時間是必須的：

• 選擇溫度范圍應首先考慮表面改性劑對溫度的敏感性，以防止表面改性劑因溫度過高而分散、揮發。但溫度過低不僅反應時間較長，而且包覆率低，對于通過溶劑溶解的表面改性劑來說，溫度過低，溶劑揮發不完全，也將影響化學包覆改性的效果。

• 反應時間影響表面改性劑在顆粒表面的包覆量，一般隨著時間的延長，開始時包覆量迅速增加，然后逐漸趨緩，到一定時間達到最大值，此后，繼續延長反應時間，包覆量不再增加甚至還有所下降（因強烈機械作用，如剪切或沖擊導致分解吸附）。

（2）機械力化學和有機化學包覆復合改性工藝

采用干法改性工藝和濕法改性工藝均可，濕法改性工藝中改性劑必須是水溶性的。

機械力化學和有機化學包覆復合改性干法工藝和濕法工藝

該工藝的特點是可以簡化工藝，某些表面改性劑具有一定的助磨作用，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要求，此外，由于粉碎過程中包覆好的顆粒不斷被粉碎，產生新的表面，顆粒包覆難以均勻，要設計好表面改性劑的添加方式才能確保均勻包覆和較高的包覆率;此外，如果粉碎設備的散熱不好，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構被破壞。

（3）沉淀反應改性工藝

沉淀反應改性是為了改善粉體的催化、抗菌、光澤、著色力、遮蓋力、保色性、耐候性、阻燃、電、磁、熱等性能，一般采用濕法工藝。

濕法沉淀反應改性工藝

該工藝的參數較多，除了漿料濃度、反應溫度、反應時間、干燥溫度和干燥時間等因素之外還有漿液的pH值、晶型轉化劑、表面改性劑的水解條件以及焙燒溫度、時間和氣氛等。

（4）沉淀反應和有機化學包覆復合改性工藝

目的是既要改善粉體的化、抗菌、光澤、著色力、遮蓋力、保色性、耐候性、阻燃、電、磁、熱等性能，又要改善粉體與聚合物之間的相容性，一般采用濕法和干法結合工藝。

沉淀反應和有機化學包覆復合改性工藝