第四章表面改性

1、LOGO4.3 表面改性表面改性 利用各類材料或助劑，采用物理-化學(xué)方法對(duì)礦物表面進(jìn)行處理，有目的地改善或完全改變礦物的物理技術(shù)性能成表面物化性質(zhì)。 有時(shí)采用化學(xué)方法，但只改變礦物界面層次的組成，不改變礦物材料內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)及物理或化學(xué)性質(zhì)。4.3.1表面改性劑及改性原理表面改性劑及改性原理v用以對(duì)礦物進(jìn)行表面改性的試劑，分用以對(duì)礦物進(jìn)行表面改性的試劑，分無機(jī)無機(jī)和和有機(jī)有機(jī)兩類兩類v無機(jī)主要是一些無機(jī)主要是一些無機(jī)顏料無機(jī)顏料，如鐵、鈦等的化合物，如鐵、鈦等的化合物，通過化學(xué)反應(yīng)（如水解）沉淀到礦物表面，形成通過化學(xué)反應(yīng)（如水解）沉淀到礦物表面，形成裝飾性涂層。裝飾性涂層。v有機(jī)包括有機(jī)包括偶

2、聯(lián)劑偶聯(lián)劑、脂肪酸脂肪酸、烯烴低聚物烯烴低聚物及各種及各種樹樹脂脂類類4.3.1.1 偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑v一些礦物用做橡膠、塑料等功能填料或填充劑時(shí)，一些礦物用做橡膠、塑料等功能填料或填充劑時(shí)，這些礦物表面必須這些礦物表面必須與聚合物相容與聚合物相容，因此常采用偶，因此常采用偶聯(lián)劑對(duì)無機(jī)礦物填料與有機(jī)聚合物間的界面改性，聯(lián)劑對(duì)無機(jī)礦物填料與有機(jī)聚合物間的界面改性，以使兩者形成較強(qiáng)結(jié)合。以使兩者形成較強(qiáng)結(jié)合。v偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑又稱表面化學(xué)處理劑或架橋劑，具有又稱表面化學(xué)處理劑或架橋劑，具有兩性兩性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，一些基團(tuán)可與無機(jī)礦物表面各種化學(xué)基團(tuán)，一些基團(tuán)可與無機(jī)礦物表面各種化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵；另一些基

3、團(tuán)有親有機(jī)物的性反應(yīng)，形成化學(xué)鍵；另一些基團(tuán)有親有機(jī)物的性質(zhì)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或形成物理纏繞，在無機(jī)與質(zhì)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或形成物理纏繞，在無機(jī)與有機(jī)間形成有機(jī)間形成“分子橋分子橋”，形成新型復(fù)合材料，改，形成新型復(fù)合材料，改善了材料的性能。善了材料的性能。v分為分為硅烷類硅烷類，鈦酸酯類鈦酸酯類，鋯類鋯類和和有機(jī)鉻絡(luò)合物有機(jī)鉻絡(luò)合物四四類類v1、硅烷偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑（1）結(jié)構(gòu)通式結(jié)構(gòu)通式 : RSiXvR與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的活性官與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的活性官能團(tuán)，如氨基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基等；能團(tuán)，如氨基、乙烯基、環(huán)氧基、氰基等；vX能水解的烷氧基（甲氧基、乙氧基）或氯

4、；能水解的烷氧基（甲氧基、乙氧基）或氯；v （2）作用作用v 與礦物表面偶聯(lián)劑作用時(shí)，與礦物表面偶聯(lián)劑作用時(shí)，X基先水解形成硅醇，再與礦基先水解形成硅醇，再與礦物表面羥基反應(yīng)，形成強(qiáng)的界面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無機(jī)礦物的有物表面羥基反應(yīng)，形成強(qiáng)的界面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無機(jī)礦物的有機(jī)化。機(jī)化。R-SiO-CH3O-CH3O-CH3+3H2OpHR-SiOHOHOH+3CH3OH甲氧基硅烷甲氧基硅烷R-SiOHOHOH+HOOHR-SiOOHO(R可與聚合物發(fā)生反應(yīng)形成牢固的化學(xué)鍵可與聚合物發(fā)生反應(yīng)形成牢固的化學(xué)鍵（環(huán)氧硅烷）（環(huán)氧硅烷）OHOOSi-R-O-CH2-CH-CH2O+ 2CH2-CH-ROOHOOSi

5、-R-O-CH2-CH-O-CH2-CH-ROHCH2-CH2-CH-ROHv(3) 應(yīng)用應(yīng)用v 含硅酸較多的玻璃纖維、石英粉、白炭黑；高含硅酸較多的玻璃纖維、石英粉、白炭黑；高嶺土；水合氧化鋁；不含游離水的碳酸鈣效果差嶺土；水合氧化鋁；不含游離水的碳酸鈣效果差v 缺點(diǎn)：三烷氧基硅烷水解成三硅醇，與礦物表面缺點(diǎn)：三烷氧基硅烷水解成三硅醇，與礦物表面羥基作用外，還可以與其他硅醇縮合，減少與礦羥基作用外，還可以與其他硅醇縮合，減少與礦物作用的硅羥基數(shù)。物作用的硅羥基數(shù)。v2、鈦酸脂偶聯(lián)劑、鈦酸脂偶聯(lián)劑v （1）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)獨(dú)特，對(duì)熱塑性聚合物與干燥填充劑有良好結(jié)構(gòu)獨(dú)特，對(duì)熱塑性聚合物與干燥填充劑

6、有良好的偶聯(lián)功能。的偶聯(lián)功能?；瘜W(xué)通式化學(xué)通式：()()mnRO TiOXRYRO鈦酸脂與礦物進(jìn)行化學(xué)鍵合的官能團(tuán)鈦酸脂與礦物進(jìn)行化學(xué)鍵合的官能團(tuán)，與礦物表面，與礦物表面H+和結(jié)構(gòu)水作用，形成包圍礦物的單分子層；和結(jié)構(gòu)水作用，形成包圍礦物的單分子層；Ti(OX) 有機(jī)骨架有機(jī)骨架，可與聚合物的羥基之間進(jìn)行相互，可與聚合物的羥基之間進(jìn)行相互交換，起酯基和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)；交換，起酯基和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)；X 和分子核心鈦結(jié)合的基團(tuán)和分子核心鈦結(jié)合的基團(tuán)，對(duì)酯的性質(zhì)影響重，對(duì)酯的性質(zhì)影響重大，可分為磷酸酯，五磷酸酯等；大，可分為磷酸酯，五磷酸酯等；R 長鏈分子基團(tuán)長鏈分子基團(tuán)，偶聯(lián)時(shí)起纏繞作用，與熱塑性，偶

7、聯(lián)時(shí)起纏繞作用，與熱塑性樹脂纏繞結(jié)合；樹脂纏繞結(jié)合；Y 胺基、丙烯酸、羥基及末端氫原子等胺基、丙烯酸、羥基及末端氫原子等，具有熱，具有熱固化反應(yīng)性能、可與熱固性樹脂作用；固化反應(yīng)性能、可與熱固性樹脂作用；m,n 官能團(tuán)數(shù)官能團(tuán)數(shù)，n2為多官能團(tuán)鈦酸酯。為多官能團(tuán)鈦酸酯。（2) 種類種類 單烷氧基型單烷氧基型：適合于不含游離水、僅含化學(xué)鍵合：適合于不含游離水、僅含化學(xué)鍵合水和物理鍵合水的干燥礦物填料，如水和物理鍵合水的干燥礦物填料，如CaCO3； 單烷氧基焦磷酸酯基型單烷氧基焦磷酸酯基型：適合含濕量較高的填料：適合含濕量較高的填料體系，如高嶺土、滑石粉等；體系，如高嶺土、滑石粉等；螯合型螯合型：

8、適用于高濕礦物填料和含水聚合物體系，：適用于高濕礦物填料和含水聚合物體系，如濕法二氧化硅、高嶺土、滑石粉、硅酸鋁、水如濕法二氧化硅、高嶺土、滑石粉、硅酸鋁、水處理玻璃纖維、炭黑等，水解穩(wěn)定性好；處理玻璃纖維、炭黑等，水解穩(wěn)定性好；配位體型配位體型：避免許多副反應(yīng)，如在聚酯中的酯交：避免許多副反應(yīng)，如在聚酯中的酯交換反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂中與羥基反應(yīng)等，提高利用換反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂中與羥基反應(yīng)等，提高利用率率（3）偶聯(lián)作用）偶聯(lián)作用a.與礦物表面的偶聯(lián)：與礦物表面的偶聯(lián)：單烷氧基型：單烷氧基型：生成丙醇生成丙醇-OH+C-CH-O-CH2-Ti O-C-(CH2)14-CH-CH33O(TTS)CH-O

9、HH3CH3C-O-Ti O-C-(CH2)14-CH-CH33O+鰲合鰲合100型：（型：（200型）型）vb. 與聚合物分子與聚合物分子v 親有機(jī)部分親有機(jī)部分R為長鏈烴基（為長鏈烴基（C12-C16)，與聚合物分子鏈發(fā)生纏繞，以，與聚合物分子鏈發(fā)生纏繞，以范德華力結(jié)合，適用于聚烯烴類的熱范德華力結(jié)合，適用于聚烯烴類的熱塑性塑料。塑性塑料。3、有機(jī)鉻偶聯(lián)劑、有機(jī)鉻偶聯(lián)劑由不飽和有機(jī)酸與三價(jià)鉻原子形成的配價(jià)型金屬鉻絡(luò)合物，通稱為由不飽和有機(jī)酸與三價(jià)鉻原子形成的配價(jià)型金屬鉻絡(luò)合物，通稱為特點(diǎn)特點(diǎn)：反應(yīng)成熟、成本低，與玻纖增強(qiáng)塑料偶聯(lián)效果好，：反應(yīng)成熟、成本低，與玻纖增強(qiáng)塑料偶聯(lián)效果好，品種少，

10、適用范圍和效果不及前兩類。品種少，適用范圍和效果不及前兩類。偶聯(lián)偶聯(lián)：依靠配價(jià)鉻與玻璃表面硅氧鍵結(jié)合；不飽和（烯）：依靠配價(jià)鉻與玻璃表面硅氧鍵結(jié)合；不飽和（烯）基團(tuán)與樹脂反應(yīng)。基團(tuán)與樹脂反應(yīng)。CROCrXOHXCrOv4、鋯類偶聯(lián)劑、鋯類偶聯(lián)劑v80年代，含有鋁酸鋯的低分子量無機(jī)聚合物，分年代，含有鋁酸鋯的低分子量無機(jī)聚合物，分子主鍵上絡(luò)合著兩種有機(jī)配位基，子主鍵上絡(luò)合著兩種有機(jī)配位基，一種可給予偶一種可給予偶聯(lián)劑良好的羥基穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性，另外一種聯(lián)劑良好的羥基穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性，另外一種給予良好的有機(jī)反應(yīng)性。給予良好的有機(jī)反應(yīng)性。v適用于碳酸鈣、二氧化硅、高嶺土、三水合氧化適用于碳酸鈣、

11、二氧化硅、高嶺土、三水合氧化鋁，氧化鈦等礦物填料與聚烯烴、聚酯、環(huán)氧樹鋁，氧化鈦等礦物填料與聚烯烴、聚酯、環(huán)氧樹脂、尼龍、合成橡膠等聚合物偶聯(lián)改性。脂、尼龍、合成橡膠等聚合物偶聯(lián)改性。v降低體系粘度，提高分散性，增加無機(jī)填料填充降低體系粘度，提高分散性，增加無機(jī)填料填充量量4.3.1.2 有機(jī)酸及鹽類改性劑有機(jī)酸及鹽類改性劑v1. 高級(jí)脂肪酸及其鹽類高級(jí)脂肪酸及其鹽類v一端長鏈烷基（一端長鏈烷基（C10C18），與聚合物），與聚合物（聚烯烴）分子結(jié)構(gòu)近似，兩者有相容性；（聚烯烴）分子結(jié)構(gòu)近似，兩者有相容性；另一端為羧基及其金屬鹽，可與礦物原料另一端為羧基及其金屬鹽，可與礦物原料發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反

12、應(yīng)。v試劑本身有試劑本身有潤滑性潤滑性，降低體系摩擦力，提，降低體系摩擦力，提高體系流動(dòng)性高體系流動(dòng)性v常用：硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅常用：硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅4.3.1.3 聚烯烴低聚物聚烯烴低聚物v無規(guī)無規(guī)（分等規(guī)、間規(guī)、無規(guī)）（分等規(guī)、間規(guī)、無規(guī)）聚烯烴聚烯烴和和氧化乙烯氧化乙烯蠟。蠟。v用作聚烯烴類復(fù)合材料，與礦物粘附、包覆用作聚烯烴類復(fù)合材料，與礦物粘附、包覆(具具有很好的粘附性有很好的粘附性)，與聚烯烴結(jié)構(gòu)相近，相容。，與聚烯烴結(jié)構(gòu)相近，相容。nCH3-CHCH2(CH-CH2)nCH34.3.1.4 型砂覆膜用樹脂涂層劑型砂覆膜用樹脂涂層劑 上述試劑將無機(jī)礦物與有機(jī)合成材

13、料基質(zhì)良上述試劑將無機(jī)礦物與有機(jī)合成材料基質(zhì)良好結(jié)合在一起，但涂層劑不同。好結(jié)合在一起，但涂層劑不同。涂層劑涂層劑：有粘結(jié)劑作用，使礦物顆粒表面形成覆蓋：有粘結(jié)劑作用，使礦物顆粒表面形成覆蓋劑，使礦物顆粒在后續(xù)工序中能相互粘結(jié)成型，劑，使礦物顆粒在后續(xù)工序中能相互粘結(jié)成型，不產(chǎn)生化學(xué)鍵，為一物理涂層。不產(chǎn)生化學(xué)鍵，為一物理涂層。例：鑄造工業(yè)：例：鑄造工業(yè)：石英砂表面涂酚醛（呋喃樹脂）石英砂表面涂酚醛（呋喃樹脂）形成樹脂砂形成樹脂砂倒入熱模板倒入熱模板 樹脂軟化，砂粒粘樹脂軟化，砂粒粘結(jié)結(jié)模制品冷卻后，取下模具模制品冷卻后，取下模具。稱為。稱為殼型鑄造技?xì)ば丸T造技術(shù)術(shù)，產(chǎn)品無需精加工，適用于大規(guī)

14、模生產(chǎn)。，產(chǎn)品無需精加工，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。2001.酚醛樹脂酚醛樹脂 由由酚類酚類（苯酚、二甲酚）和（苯酚、二甲酚）和醛類醛類（甲醛、糠醛）縮（甲醛、糠醛）縮合而成，較多的為苯酚與甲醛的縮合。合而成，較多的為苯酚與甲醛的縮合。 根據(jù)原料配比和工藝不同，可分別縮合得到熱塑性根據(jù)原料配比和工藝不同，可分別縮合得到熱塑性線型和熱塑性體型樹脂，如苯酚線型和熱塑性體型樹脂，如苯酚/甲醛摩爾比甲醛摩爾比=1:0.8，以鹽酸催化可得線型樹脂，以鹽酸催化可得線型樹脂，分子式分子式：OHCH2n反應(yīng)條件：反應(yīng)條件：加熱加熱加固化劑：六亞甲基四胺（加固化劑：六亞甲基四胺（(CH2)6N4）單純線型樹脂強(qiáng)度低，固

15、化劑加熱分解出甲醛。單純線型樹脂強(qiáng)度低，固化劑加熱分解出甲醛。烏洛托品與水反應(yīng)（六亞甲基四胺）：烏洛托品與水反應(yīng)（六亞甲基四胺）：(CH2)6N4+ 6H2O6H-C-HO4NH3+線型樹脂反應(yīng)生成體型結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度線型樹脂反應(yīng)生成體型結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度。生成的甲醛與線型酚醛樹脂反應(yīng)變?yōu)轶w型，生成的甲醛與線型酚醛樹脂反應(yīng)變?yōu)轶w型，NH3促進(jìn)該反應(yīng)促進(jìn)該反應(yīng)：OHCH2OHCH2OHCH4+ xHCHOOHCH2OHCH2OHCH4CH2OHHCH2OHHCH2OHCH2HCH4OHCH2OHOH含羥甲基線型樹脂之間起縮合作用：含羥甲基線型樹脂之間起縮合作用：NCH2OHCH2CNCH2OHn2.呋喃呋喃型

16、樹脂型樹脂價(jià)廉，以糠醇，脲素及甲醛制得。價(jià)廉，以糠醇，脲素及甲醛制得。分子式分子式：線型樹脂含羥基，活潑氫原子及不飽和鍵（呋喃環(huán)上雙鍵）線型樹脂含羥基，活潑氫原子及不飽和鍵（呋喃環(huán)上雙鍵）反應(yīng)條件：反應(yīng)條件：（1）加熱）加熱（2）固化劑）固化劑(酸類或酸性鹽，多用酸類或酸性鹽，多用NH4Cl）羥基和活潑氫共水縮合，雙鍵縮合，使線型交聯(lián)成體型羥基和活潑氫共水縮合，雙鍵縮合，使線型交聯(lián)成體型3 呋喃呋喃型型 糠醇改性酚醛樹脂，又稱糠醇改性酚醛樹脂，又稱呋喃呋喃型樹型樹脂脂，可滿足，可滿足“無氮無氮”要求。它是利用呋喃要求。它是利用呋喃甲醇糠醇、苯酚和甲醛在二價(jià)金屬離子作甲醇糠醇、苯酚和甲醛在二價(jià)金

17、屬離子作用下生成的高鄰位線型結(jié)構(gòu)的液態(tài)縮聚樹用下生成的高鄰位線型結(jié)構(gòu)的液態(tài)縮聚樹脂。脂。4.3.1.5 金屬及其化合物涂層劑（鍍）金屬及其化合物涂層劑（鍍） 金屬化合物金屬化合物在溶液中發(fā)生水解及其他化學(xué)反在溶液中發(fā)生水解及其他化學(xué)反應(yīng)（沉淀），使反應(yīng)的金屬氧化物（氫氧化物，應(yīng)（沉淀），使反應(yīng)的金屬氧化物（氫氧化物，水合氧化物）均勻地沉積到溶液中礦物顆粒表面，水合氧化物）均勻地沉積到溶液中礦物顆粒表面，其其可能的反應(yīng)：可能的反應(yīng)：SOH+Me2+2H2O(SOH)Me(OH)2+2H+SOH+2Me2+2H2OSOMe2(OH)2+ +3H+SOH+4Me2+5H2O SOMe4(OH)53+

18、 +6H+ 改性后，顆粒表面形成改性后，顆粒表面形成“包膜包膜”，改善表面，改善表面性質(zhì)、光澤、著色力、遮蓋力、耐熱性等性質(zhì)、光澤、著色力、遮蓋力、耐熱性等v云母粉云母粉以氯化鋰、氯化鈦進(jìn)行表面改性，得到均以氯化鋰、氯化鈦進(jìn)行表面改性，得到均光效應(yīng)，用于化妝品、油墨；板石粉上涂氧化物光效應(yīng)，用于化妝品、油墨；板石粉上涂氧化物層，經(jīng)燒結(jié)形成陶瓷層，價(jià)廉，強(qiáng)度好，又有裝層，經(jīng)燒結(jié)形成陶瓷層，價(jià)廉，強(qiáng)度好，又有裝飾效果。飾效果。4.3.2 表面改性劑的選擇表面改性劑的選擇v 1.選擇選擇v (1) 對(duì)基體樹脂的作用對(duì)基體樹脂的作用v 氨基硅烷氨基硅烷：環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、尼龍、乙烯基聚合物及一些熱固

19、性彈性體：環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、尼龍、乙烯基聚合物及一些熱固性彈性體基體。基體。v 乙烯基及甲基丙烯酰氧基乙烯基及甲基丙烯酰氧基：聚酯：聚酯v 過氧硅烷過氧硅烷：聚烯烴：聚烯烴v 鈦酸酯鈦酸酯：熱塑性聚合物：熱塑性聚合物v 鋯類鋯類：聚烯烴、聚酯、環(huán)氧樹脂、尼龍、合成橡膠：聚烯烴、聚酯、環(huán)氧樹脂、尼龍、合成橡膠v (2) 表面劑中與礦物作用的基團(tuán)表面劑中與礦物作用的基團(tuán)v 硅烷硅烷：石英、硅酸鹽礦、粘土礦；：石英、硅酸鹽礦、粘土礦；v 鈦酸酯鈦酸酯：CaCO3和硅灰石；和硅灰石；v 鋯鋁酸鹽鋯鋁酸鹽：石英、粘土、：石英、粘土、CaCO3；v 脂肪酸脂肪酸：CaCO3、氫氧化鋁；、氫氧化鋁；熱塑性

20、塑料、未飽和樹脂、環(huán)氧樹脂熱塑性塑料、未飽和樹脂、環(huán)氧樹脂熱塑性，熱固性塑料熱塑性，熱固性塑料聚氯乙烯聚氯乙烯聚烯烴、聚乙烯、聚丙烯聚烯烴、聚乙烯、聚丙烯v(3) 礦物的性質(zhì)礦物的性質(zhì)v含濕量含濕量、形狀形狀、比表面積比表面積、酸堿性酸堿性v如鈦酸酯適用于細(xì)粒；單烷氧基鈦酸酯適用于干如鈦酸酯適用于細(xì)粒；單烷氧基鈦酸酯適用于干燥（不含游離水）；焦磷酸酯基鈦酸酯：濕礦；燥（不含游離水）；焦磷酸酯基鈦酸酯：濕礦；比表面積大的濕礦用螯合劑。比表面積大的濕礦用螯合劑。v總體原則總體原則：聚合物種類，希望得到的化合物性質(zhì)；：聚合物種類，希望得到的化合物性質(zhì)；如尼龍所需的耐高沖擊性能；如尼龍所需的耐高沖擊性

21、能；EPDA的電學(xué)性質(zhì)。的電學(xué)性質(zhì)。2. 填充量填充量硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑理論用量理論用量（根據(jù)礦物填料比表面積計(jì)算）：（根據(jù)礦物填料比表面積計(jì)算）：W=W1S1/S2其中：其中：W用量用量(g)；W1礦物填料量礦物填料量(g)；S1礦物填料比表面積礦物填料比表面積(m2/g)，試驗(yàn)測定；，試驗(yàn)測定；S2偶聯(lián)劑最小包覆面積偶聯(lián)劑最小包覆面積(m2/g) ，生產(chǎn)廠家提供；，生產(chǎn)廠家提供； 實(shí)際操作中由試驗(yàn)確定，一般為礦物填料的實(shí)際操作中由試驗(yàn)確定，一般為礦物填料的0.5-3%；另外，還受到比表面積、形狀、雜質(zhì)量影響，如型砂圓形、另外，還受到比表面積、形狀、雜質(zhì)量影響，如型砂圓形、雜少的樹脂用量小

22、于尖角形、雜多的樹脂。雜少的樹脂用量小于尖角形、雜多的樹脂。4.3.3 改性工藝改性工藝 4.3.3.1 礦物填料的偶聯(lián)處理礦物填料的偶聯(lián)處理 兩種方式：兩種方式：礦物填料預(yù)先涂敷處理改性工藝礦物填料預(yù)先涂敷處理改性工藝，即礦物在與樹脂，即礦物在與樹脂基體混合前，先對(duì)礦物預(yù)處理；基體混合前，先對(duì)礦物預(yù)處理；整體處理工藝整體處理工藝：向樹脂基體中同時(shí)加入礦物和改性：向樹脂基體中同時(shí)加入礦物和改性劑進(jìn)行混合處理。劑進(jìn)行混合處理。1. 預(yù)先涂敷改性工藝預(yù)先涂敷改性工藝(1)混料機(jī)處理法混料機(jī)處理法：混合機(jī)中不斷加入礦物和改性劑，溫度和壓力無法控制，只：混合機(jī)中不斷加入礦物和改性劑，溫度和壓力無法控制

23、，只適合于精度不高，改性劑便宜的情況；適合于精度不高，改性劑便宜的情況；(2)流態(tài)化床處理法流態(tài)化床處理法：空氣懸浮系統(tǒng)、可對(duì)溫度、壓力控制，但不能控制物料表：空氣懸浮系統(tǒng)、可對(duì)溫度、壓力控制，但不能控制物料表面能，不能保證物料已得到改性；面能，不能保證物料已得到改性；(3)球磨機(jī)包覆處理球磨機(jī)包覆處理：干式磨機(jī)中磨礦與包覆同時(shí)進(jìn)行，要求改性劑為粒狀，熔：干式磨機(jī)中磨礦與包覆同時(shí)進(jìn)行，要求改性劑為粒狀，熔點(diǎn)點(diǎn)90，用量，用量1%。缺點(diǎn)：磨機(jī)生產(chǎn)能力。缺點(diǎn)：磨機(jī)生產(chǎn)能力25%；介質(zhì)和內(nèi)襯磨損；介質(zhì)和內(nèi)襯磨損大大 白度，因此適合于對(duì)白度要求不高的產(chǎn)品如橡膠；白度，因此適合于對(duì)白度要求不高的產(chǎn)品如橡

24、膠；(4)釘盤磨機(jī)包覆處理釘盤磨機(jī)包覆處理：改性劑：改性劑加熱至液態(tài)（硅烷本身為液態(tài)）加熱至液態(tài)（硅烷本身為液態(tài)）霧化噴嘴噴霧化噴嘴噴于礦物于礦物釘盤磨機(jī)高速混合，包覆率釘盤磨機(jī)高速混合，包覆率100%；(5)流態(tài)化磨機(jī)處理流態(tài)化磨機(jī)處理：高壓氣流或蒸汽進(jìn)行粉碎，包覆，可嚴(yán)格控制溫度、壓力、：高壓氣流或蒸汽進(jìn)行粉碎，包覆，可嚴(yán)格控制溫度、壓力、表面能、礦物滯留時(shí)間，因此涂覆過程控制精密，可涂二層，三層；表面能、礦物滯留時(shí)間，因此涂覆過程控制精密，可涂二層，三層；(6)高壓釜加熱涂覆高壓釜加熱涂覆：在高壓釜中進(jìn)行，：在高壓釜中進(jìn)行，T= 32275 ，P=70700kPa，需攪拌，用量需攪拌，用

25、量15%，然后在，然后在27320 下干燥下干燥10min48h，適用于，適用于CaCO3, 石英，膨脹珍珠巖憎水處理。石英，膨脹珍珠巖憎水處理。v2. 整體處理改性整體處理改性v高速加熱混合機(jī)（捏合機(jī)）高速加熱混合機(jī)（捏合機(jī)）：物料離心運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)：物料離心運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生熱能，同時(shí)油浴、水浴加熱，溫度生熱能，同時(shí)油浴、水浴加熱，溫度T=100，蒸汽壓力蒸汽壓力200kPa;v裝有折流板裝有折流板：強(qiáng)化物料流態(tài)化運(yùn)動(dòng)，并裝熱電偶，：強(qiáng)化物料流態(tài)化運(yùn)動(dòng)，并裝熱電偶，控溫?？販?。v兩工藝比較兩工藝比較：整體工藝差，因有樹脂時(shí)偶聯(lián)劑濃：整體工藝差，因有樹脂時(shí)偶聯(lián)劑濃度度，同時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng)而結(jié)塊，常用預(yù)處理工

26、藝，同時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng)而結(jié)塊，常用預(yù)處理工藝4.3.3.2 樹脂覆膜砂涂敷處理工藝樹脂覆膜砂涂敷處理工藝v熱塑性酚醛樹脂加固化劑熱塑性酚醛樹脂加固化劑(六亞甲基四胺）加熱固六亞甲基四胺）加熱固化，可使石英砂粘結(jié)成覆膜砂，精細(xì)鑄造中用于化，可使石英砂粘結(jié)成覆膜砂，精細(xì)鑄造中用于殼型，殼芯的制造（發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用），分殼型，殼芯的制造（發(fā)動(dòng)機(jī)缸體用），分冷法冷法和和熱法熱法。v1.冷法冷法v室溫下，樹脂與砂混勻，加溶劑（酒精、丙酮室溫下，樹脂與砂混勻，加溶劑（酒精、丙酮等），放入混砂機(jī)中。混砂密閉，則酒精耗量小，等），放入混砂機(jī)中?；焐懊荛]，則酒精耗量小，為樹脂為樹脂4050%；不密閉，耗量為；不密閉，

27、耗量為7080%；混碾至溶劑揮發(fā)完，干燥粉碎過篩。混碾至溶劑揮發(fā)完，干燥粉碎過篩。v特點(diǎn)特點(diǎn)：有機(jī)溶劑耗量大，用于小型生產(chǎn)。：有機(jī)溶劑耗量大，用于小型生產(chǎn)。2.熱法熱法 石英砂石英砂加熱加熱140160 與樹脂混勻與樹脂混勻樹脂熔化包覆于砂子表面樹脂熔化包覆于砂子表面溫度溫度變粘變粘固化固化劑劑急冷急冷加硬脂酸鈣（防結(jié)塊）加硬脂酸鈣（防結(jié)塊） 混合后干混合后干燥，過篩燥，過篩覆膜砂產(chǎn)品覆膜砂產(chǎn)品特點(diǎn)特點(diǎn)：效果好，適于大規(guī)模生產(chǎn)，但工藝復(fù)雜，：效果好，適于大規(guī)模生產(chǎn)，但工藝復(fù)雜，需專門設(shè)備需專門設(shè)備工藝工藝石英砂石英砂樹脂樹脂固化劑固化劑水與固水與固化劑比化劑比硬脂酸硬脂酸酒精酒精發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)缸

28、體砂缸體砂芯芯熱法熱法100611:10.35進(jìn)排氣進(jìn)排氣管砂芯管砂芯冷法冷法1006.51.33:10.32.6型砂配方4.3.3.3 珠光云母珠光云母云母涂鈦（沉淀法）云母涂鈦（沉淀法）兩種方法：兩種方法：水解法水解法氣相反應(yīng)法氣相反應(yīng)法，流化床中以，流化床中以O(shè)2與與TiCl4形成形成TiO2膜（尚無工膜（尚無工 業(yè)應(yīng)用）業(yè)應(yīng)用）1.工藝流程工藝流程 應(yīng)用廣泛的為水解法。應(yīng)用廣泛的為水解法。云母云母磨礦磨礦水解涂鈦水解涂鈦過濾洗滌過濾洗滌烘干烘干煅燒煅燒后期處理后期處理成品成品 鈦硫酸鹽加入云母懸浮液中，酸性條件下加熱，鈦鈦硫酸鹽加入云母懸浮液中，酸性條件下加熱，鈦酸鹽水解，在云母表面形成水合酸鹽水解，在云母表面形成水合TiO2膜，過濾，洗滌，膜，過濾，洗滌，烘干，煅燒脫水為烘干，煅燒脫水為TiO2膜。膜。鈦硫酸鹽v2. 工藝過程工藝過程v (1) 磨礦磨礦 原料原料：白云母，鋰云母，絹云母，常用白云母：白云母，鋰云母，絹云母，常用白云母 方法方法：濕法輪碾法，保持光澤，徑厚比：濕法輪碾法，保持光澤，