煅烧高岭土／硅藻土复合填料表面改性研究.pdfVIP

维普资讯 6卷第 1蝎 中 国 粉 体 技 术 2000年 2月 ChniaPowderScienceandTe~J-mology Februa~2000 怍者介绍 ：见本干lj1999．5 5 ：24。 ／ 1武慢工业太学北京研究生部．北京 100024；2．国家建材局玻璃研究设计院．北京 102101；3 北京科技大学资源工程学院，北京 1邶H083j 摘 要 研完 了表面改性剂配方、用量 、改性时间等对煅烧 65．14％； Ak 28．67％；w 烧失 量 高岭土／硅藻土复合填料表面改性效果的影响以覆表面改性 1．75％ 。 0与煅烧高岭土 ／硅藻土复鲁填料表面的作用机理。 实验用的硬脂酸 ，取 自北京市化学试剂公司；硅 关键词 烷 A174，取 自美国威科公司。溶剂无水乙醇取 自北 2 L ／ 京化工厂 ；蒸馏水 ，自制。 煅 实验用的表面改性设备 自装 ，主要由物料罐、 料 、橡胶等高聚物基复合材料的填料。这些无机矿 搅拌器、水浴加热装置等部分组成。983G型红外光 物填料的化学组成 、晶体结构 、粒度 、颗粒形状、表面 谱分析仪 ，德国PERKIN—ELMER公司产。 性质等决定其填充性能 现代新型高聚物基复合材 1．2 研究方法 料不仅要求非金属矿物填料具有增量和降低材料成 接通 电源 ，将水加热并恒定某一温度。将待改 本的功效，更重要的是能够改善填充材料的性能或 性样品加入物料罐中，搅拌 转速为 450r／rain ，开 具有朴强或增强等功能 填料复合和表面改性是提 始记时。用注射器通过料罐盖上的加药口缓慢注人 高无机非金属矿物填料填充性能的重要技术手段。 调配好的改性剂 ，搅拌至一定时间后关机，取出样 但是， 往大多研究的是单一非金属矿物填料的表 品。测定样品的活化指数，以确定最佳的改性工艺 面改性工艺- 。本研究采用研磨加工后 的煅烧 参数或条件。同时，分别对改性后 的复合填料样品 高岭土／硅藻土复合填料为原料研究了表面改性剂 进行红外光谱分析 ，研究改性剂与煅烧高岭土 ／硅藻 配方、用量、改性时间等工艺条件对这种复合填料活 土复合填料的作用机理 。 化指数的影响，并借助红外光谱研究了表面改性剂 与复合填料表面的作用机理 。 2 表面改性试验结果及讨论 煅烧高岭土和硅藻土都属于酸性矿物，用于填 1 实验 充高聚物基复合材料时一般选用硅烷偶联剂。但 I．1 原料和设备 是 ，考虑到硅烷偶联剂价格较贵，从降低改性剂成本 实验用的煅烧高岭土 ，取 自陕西榆林高岭土厂， 和提高填料的活化指数综合考察，本研究选用硬脂 ds0 3．3~zm，d97 9．8a／nx；硅藻土，取 自内蒙古包头 酸和硅烷 A174 作为改性剂，分别研究了两种表面 助剂厂，d50 3．8m，d97 10．3m。将这两种填料 改性剂 的配比、用量 、改性时间对复合填料活化指数 预先 高岭土 ：m 硅藻土 0．618：0．382的 的影响。 比例混合并在实验室搅拌球磨机 中研磨复合～定时 2．1 改性剂配方 问后用作表面改性试验的填料。这种复合填料的中 固定实验条件为：改性温度为 80℃，改性时甸 位粒径为 3．4m。其主要化学成分： Sio2 为 15min，改性剂硬脂酸和硅烷偶联剂的合计用量 为填料质量的 1．0％。硬脂酸和硅烷偶联剂配比不 啦稿 日期 ：1999—06—28 基金项 目：高等学校博士学科点专项科研基金赘叻 座机电话号码 同时，煅烧高岭土和硅藻土复合填料的活化指数如 图 1所示 。 维普资讯 《中国粉体技术~2ooo年第 1期 理论 研究 - 7 所示。由图3可见，随着改性作用时间的延长 ，煅烧 高岭土 ／硅藻土复合填料 的活化指数先逐渐增大，至 15min左右活化指数 即达到最大，表明在此实验条 件下，改性作用 15rain后复合填料与改性剂 已经接 触 、作用完全。因此，改性时间以15rain左右为宜。 硬醴酸 ／ 圈 l 改性jf 配比对煅烧蠢峙土 ／建藏土星台填料器化檀料的嚣聃 由图 1可见 ，单独使用硅烷偶联剂时，煅烧高岭 土和硅藻土复合填料的活化指数约为8O％，随着硬 脂酸／硅烷改性剂中硬脂酸质量分数的增加，煅烧高 岭土和硅藻土复合填料的活化指数逐渐增大 ，当硬 改性 时同 t／rain 脂酸的比例达到 O．5左右时，复合填料的活化指数 盈3 致性怍甩时间对煅饶高II拿土 ／硅藻土复台填料话化指数的影响 即已达到95％以上并基本上趋于稳定。因此，改性 3 煅烧高岭土 健 藻土复合填料表面 剂的配比以 硬脂酸 ：” 硅烷 1：1为宜。 改性机理 2．2 改性剂用量 固定实验条件为：改性剂配比为 yTl 硬脂酸 ： 高岭土是含水铝硅酸盐矿物 的集合体 ，基本组 n