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石英粉末常用的兩種表面改性技術簡述

发布时间:2019-08-18 11:23:33

根據用途不同,石英粉的表面改性可以分爲石英砂機械性能的塗覆改性和石英粉與樹酯或高聚物基料相容性的表面化學改性。石英改性前都需要將石英制成石英粉末。

石英粉的表面改性,根據用途不同,可以分爲二種:一以以提高石英砂機械性能的塗覆改性,如樹酯覆膜的精細鑄造砂、油井濾油砂等,其特點是塗層本身只含一層覆蓋層,塗層與礦物之間不産生任何化學鍵;二是以提石英粉與樹酯或高聚物基料相容性的表面化學改性,如用橡膠和塑料的填料,其特點是表面改性劑或覆蓋劑與礦粒之間有化學吸附作用。

① 表面涂覆改性

壳型铸造砂是铸造工业中用来生产高光洁度産品的一种技术,産品不需进行机械精加工。这种技术能在大规模的生产中采用,因为它除能生产优质的铸造表面外,还具有生产速度高、再现性好的特点。为了得到光滑的加工面,铸膜用表面涂有酚醛树脂或呋喃树脂的细砂粒制成。这种带有涂层的砂倒入热模板,当温度为200°C左右时,树脂软化,并与砂粒粘结在一起。当壳体或模制品冷却并硬化后,取下模具以供再次铸造用。表面涂层的砂一般采用圆形,这样可以减少树脂的用量。

選用不同的塗料可以制成各種品級的塗覆樹脂砂。這種樹脂砂既能獲得高的熔膜鑄造速度,又能保持模具和模芯生産中得到高抗卷殼和抗開裂性能。

樹脂塗層覆膜砂的加工方法可分爲熱法和冷法二種。在塗覆前應對石英砂進行沖洗、擦洗和幹燥。

冷法覆膜砂是在室温下制备。先将粉状树脂与砂混匀,然后加入溶剂(工业酒精、丙酮或糠醛),再继续混碾溶剂挥发完,干燥后经粉碎和过筛后即得産品。但改法有机溶剂用量大,仅用于小量生产。

热法覆膜是将砂子加热进行涂覆。先将石英砂加热到120~160°C,而后与树指在混砂机中混匀(树脂酸用量为石英砂量的2~5%)。这时树脂砂被热炒软化,包覆在砂粒表面,随着温度降低而变粘,此时加入乌洛托品分布在砂粒表面,并使砂激冷(乌洛托品作为催化剂可在壳模形成时使树脂固化),再加入硬脂酸钙(防止结块)混合后出砂,然后粉碎、过筛、冷却后即得産品。此法效果好,适合大量生产。但工艺较复杂,需要专门的混砂设备。

采用呋喃樹脂塗覆改性後的砂用于油井鑽探。在采油的階段,用泵將這些砂送到井下的采區,以擴大裂縫和增加産量。塗料在油井溫度條件下固化,砂子留在裂縫中形成固體過濾器,它將回收的油中的碎屑篩出。

② 表面化学改性

用于橡膠、塑料填料的石英粉,必須使其表面與聚和物基料相容,以使填充材料獲得的性能和的可加工性,這需要對石英粉表面進行表面化學改性。

石英粉的表面化學改性主要使用矽烷偶聯劑,所用的各種矽烷包括氨基、環氧基、基、甲基和乙烯基矽烷。矽烷偶聯劑的—RO官能團水解産生矽醇基,這一基團可與SiO2進行化學吸附或與表面原有的矽醇基結合爲一體,成爲均相體系。這樣既除去了SiO2表面的水份,又與其中的氧原子形成矽醚鍵,從而使偶聯劑的另一端所攜帶的高分子聚合物具有很好的親和性的有機官能團—R¢牢固覆蓋在石英粉體表面,形成具有反應活性的包覆膜。有機官團—R¢能降底石英的表面能,改善與高聚物基料的潤濕性,提高石英粉與高聚物基料的相容性。此外,這種新的界面曾還可改善填充覆合體系的流變性能。

影響石英粉表面化學改性效果的主要因素有:矽烷偶聯劑的品種、用量、用法及處理時間和處理溫度、PH值等。

表面改性工藝有濕混合法和幹混合法二種。

濕混合法:利用適當的稀釋液和助劑與矽烷偶聯劑強制混合配成處理液,對石英粉進行浸泡,然後脫去水分。

幹混合法:加入少量稀釋液與矽烷配成處理劑,在高速攪拌、分散和一定溫度條件下,將處理劑以噴霧狀加入石英粉中,經攪拌處理一定時間後出料。此法不需要再脫水幹燥。
我們是石英粉末生産設備廠家,石英表面改性都需要制粉,如需石英磨粉設備可以和我們聯系。

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