粉体表面处理技术

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,*,*,粉体表面处理技术,上海三正高分子材料有限公司,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,超分散剂在强极性,表面的单点化学吸附,超分散剂在弱极性,表面的多点氢键吸附,超分散剂通过表面增,效剂在非极性表面吸附,超分散剂作用机理示意图,颗粒,颗粒,锚固基团,溶剂化链,超分散剂的吸附性能,Rehacek,方法,Ca,Ce,tg=Ma,直线,Xap,MaCa,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8,CH5,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（,2,MIN/1800RPM,）,加入颜料、填料及其它加工助剂，继续 充分混合（1,MIN/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） 80,PHR,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，有效控制印刷网 点扩大，增加实地密度，克服因乳化严 重而引起的流动性差、转移性差、堆版 起油腻、浮脏等弊端,降低油墨吸水值，迅速达到水平衡,缩短,FLUSH,挤水时间，提高出水率,使用方便，不影响油墨其它性能,CH-35助剂的使用方法,在油墨或,FLUSH,制备过程中加入，与连 接料充分混合,或在油墨成品中加入，与油墨充分混合,填加量一般为油墨或,FLUSH,重量的1%以下，个别达到2%,