粉体表面处理技术共61页文档
填料粉体生产与表面处理.
1：粉体表面改性的目的
1.增加相容性 2.提高分散性 3.赋予新功能——着色力、遮盖力、耐 侯性、耐热性 4.提高赋加值 5.控制释放 6.环境保护
2：影响粉体性能的基本因素
1.粉末材料的化学成分 2.粉末材料的晶体结构 3.粉末材料的形貌特征:粒径、粒径分 布、形状 4.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
粉体的概念
1、粉体是小于一定粒径的颗粒集合，不能忽视分子 间的作用力。 2、粉体是一种干燥、分散的固体颗粒组成的的细微 粒子，和颗粒不完全相同，通俗来说粉体比颗粒具有 更细微的粒径尺寸。
3、粉体是一种特殊的颗粒材料，少量主要体现粒子 的微观特性，大量时共同体现出宏观特性。
二、生产工艺 概述
• 粉料制备工艺涉及的内容很多，它涵 盖了纳米粉体、微米粉体、毫米粉体 等的制备，包括物理制粉工艺和化学 制粉工艺两大类。物理制粉工艺又可 以分为机械法和其他物理方法。
第一小组：区明惠、方壮桂、王海 花、王嘉龙、邓浩宇、叶志宏
目录
一、粉体发展的总概况 二、粉体生产工艺 三、粉体表面处理
一、粉体发展的总概况
随着科技的进步和社会的发展，塑料作为一 种深入到国民经济和社会生活各个层面的应用极 其广泛的现代材料。也不断被提出更多更深层次 的要求，功能性、绿色环保和高性能价格比，是 塑料工业在新世纪中保持可耻快速发展所必须遵 循的三大原则，如非金属矿、天然植物纤维等， 来代替部分以石油为原料生产出的合成树脂作为 塑料制品的原材料，就更具有战略意义。粉体材 料恰恰在以上这几个方面都可以大显身手，成为 塑料工业重要的原材料和获得功能性、降低生产 成本和减少环境污染，有利于绿色消费的重1).物理涂覆
(2).化学包覆
粉体表面AS(三乙氧基癸酰基硅烷)处理技术
粉体表面AS（三乙氧基癸酰基硅烷）处理技术金华彩纳科技有限公司摘要：本文主要介绍粉体表面AS（三乙氧基癸酰基硅烷）处理技术在化妆品中的应用和发展。
关键词：TiO2CR-50、Talc46R AS、色粉、表面处理、三乙氧基癸酰基硅烷近年来，随着化妆品技术和要求不断提高，表面处理的粉体在化妆品中得到了越来越广泛的应用。
表面处理的方法很多，小石真纯他将粉体表面改性方法分为六类，1.表面覆盖改性，利用表面活性剂使高分子、无机物、有机物覆盖于粉体表面，达到表面改性；2.表面化学改性，利用表面改性剂与粉体进行化学反应或者化学吸附的方式完成，使其表面产生新的机能；3机械化学法改性，通过粉体粉碎、磨碎、摩擦等方法增强粒子的表面活性，具有强活性的粉体表面与其它物质发生反应，附着达到表面改性的目的。
4.胶囊改性，在粉体表面附上一层或者多层均匀的其他物质的薄膜，使粉体的表面得到改性。
5.高能处理改性，利用电晕放点、紫外线、等离子束等对粉体表面进行改性。
6.沉淀法，利用化学反应并将生成物沉积在粉体表面，形成一层或者多层改性的方法。
化妆品中常用的粉体包括钛白粉、滑石粉、硅粉、云母粉、氧化铁颜料等。
以下主要介绍AS（三乙氧基癸酰基硅烷）表面处理技术及其应用。
(1)以TiO2CR-50AS为例As表面处理粉体是目前使用最为广泛的表面处理方法，大量应用在粉饼、BB霜、眼影、粉底液等产品中。
AS处理的粉体是在粉粒子的表面化学键结合了三乙氧基癸酰基硅烷分子，应用在硅油体系中能达到非常好的使用效果。
未处理：没有经过AS处理的粉体，容易聚结增加了配伍的难度，不防水防汗，使用在产品中容易落妆，亲油性能力差，容易出现油光而且妆容不够持久厚重不自然，在粉饼应用中可压性很弱，容易出现粉屑，甚至脆裂。
处理后：例如TiO2CR-50AS中每一个初始粒子都通过OMC过程应用2%三乙氧基癸酰基硅烷包覆。
AS处理后防水性得到了最大程度的改观，表面防水性能大于硅油处理的粉体。
粉体表面处理技术
CH-4型超分散剂
—用于颜（填）料表面处理
粉体表面处理技术
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
粉体表面处理技术
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%）
s 3）亲油基太短，位阻不够 碳链长度不超过18个碳原子
粉体表面处理技术
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
粉体表面处理技术
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
粉体表面处理技术
颜料分散的基本过程
s 1）润湿过程 液固界面取代气固界面；润湿角
s 2）破碎过程 外力作用；粒子团聚与破碎平衡
s 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
粉体表面处理技术
润湿分散剂的作用机理
s 1）降低液 / 固界面张力 s 2）电荷稳定机理
双电层理论 s 3）空间稳定机理
熵排斥理论 渗透排斥理论
粉体表面处理技术
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
粉体表面处理技术
粉体表面改性技术
位置不同
分级精度差，不适于精密
分级
静 态 分 级
惯性 分级
碰撞式、 附壁式
由于不同粒径颗粒 的惯性不同，形成 不同的运动轨迹， 从而实现大小颗粒 的分级
构造简单，不需动力；适 于较大的颗粒（10250μm）;较大的处理能 力；不适于精密分级
机
离心 分级
旋风式、 DS式
自由涡或准自由涡 离心力粉体场表中面改离性心技术力
乙烯基 乙烯基三甲 CH2=CHSi(OCH3)3 硅烷 氧基硅烷
A-171、 SCA1603
粉体表面改性技术
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硅烷偶联剂
作用机理：
与硅相连的3个Ｓｉ-Ｘ基水解成Ｓｉ— ＯＨ;
Ｓｉ—ＯＨ之间脱水缩合成含Ｓｉ—Ｏ Ｈ的低聚硅氧烷;
粉体表面改性技术
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硅烷偶联剂
低聚物中的Ｓｉ—ＯＨ与基材表面上的ＯＨ形 成氢键；
– 铝酸酯类
– 锆铝酸盐
– 有机络合物
粉体表面改性技术
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硅烷偶联剂
硅烷类偶联剂：具有特殊结构的低分子有机硅 化合物，通式为RSiX3 。
R------代表与聚合物分子有亲和力或反应能力 的活性官能团，如氨基、乙烯基、环氧基等；
X------代表能够水解的烷氧基，如卤素、酰氧 基等。
粉体表面改性技术
加入的金属和金属氧化物起缓冲剂作用，当钛 盐加热水解时，析出的偏钛酸沉积在云母薄片 表面上，伴随生成的酸则与金属或金属氧化物 反应生成盐。
由于这种成盐反应，使悬浮液的PH值得以缓冲， 酸度相对稳定，有粉利体表于面改偏性技钛术 酸平滑地沉积在云38
表面化学改性法
表面化学改性法：采用多种工艺过程， 使表面改性剂与粉体颗粒表面进行化学 反应，或者使表面改性剂吸附到粉体颗 粒表面，进行粉体表面改性的方法。
材料报告粉体涂装
材料报告粉体涂装粉体涂装技术报告粉体涂装是一种金属零件表面处理的高效、环保、高性能的涂装工艺。
它既有很高的装饰性，也有非常良好的防护性，符合当今行业向高效、环保、节能的方向发展。
以下将详细介绍粉体涂装的操作过程及其优点。
一、操作过程1.预处理：系统的清洁和化学处理，以去除油污、锈迹、旧涂层及其它表面杂质，提高涂物的附着力。
涂装部位不容许有溅在涂料上的水滴等。
2.悬挂：涂装件挂在输送线上，进行良好的地线。
涂装件以静电吸附粉末，地线故障直接影响涂层质量。
3.粉末涂装：通过电磁力场粉枪，将带电的粉末在聚合物化学交联作用下，飘浮在空气中，由于阴、阳电荷的排斥，颗粒间会避让彼此，从而形成均匀的粉烟，使得粉烪中的每一个粉点都能吸附在工件表面，进一步通过静电吸附效应形成均匀的粉层。
4.固化：涂装件在200-250摄氏度的高温下固化3-5分钟，使粉末熔化、平流、固化成坚韧的防护涂层。
二、优点1.高效率：一次完成涂装。
由于无需溶剂稀释，涂装效率高。
整个涂装过程均由自动设备完成，省去了部分手工操作。
2.良好的装饰效果：涂料颗粒均匀，涂层厚薄均衡。
涂料种类多样，颜色丰富，光泽度可以由全亮到全哑调节，更有透明、珠光、闪光、金属和热感应变色等特种效果。
3.良好的防护效果：涂层具有耐磨、耐腐蚀、抗冲击性好、附着力强的特点。
防护性能远超过传统的湿涂工艺。
4.环保：粉体涂装无毒，无溶剂，几乎无有害气体排放，符合现代环保标准。
5.良好的设计灵活性：根据工件形状、大小和生产效率的需要，可以灵活设计涂装线。
虽然粉体涂装有很多优点，但其仍然存在一些限制，如不能涂装非金属和有绝缘层的材料，固化过程需要耗费大量能源，粉体的回收和利用也是一个问题。
尽管如此，粉体涂装因其高效、环保、节能的特性和出色的装饰和防护性能，仍然受到了工业生产中的广泛应用。
{技术管理套表}粉体表面处理技术
20 0.3
WITH CH-1 80 1 20 0.3
SCREW SPEED(rpm) OUTPUT(kg/hour) COLOUR STRENGTH ELONGATION(%) TENSILE STRENGTH(Mpa)
40
80
2.97 7.14
\
-2.5%
15
8.8
40
80
2.98 7.36
用量 ( % )
100
0
1
2
3
4
5
6
7
超分散剂的降粘作用
14 剪切粘度Pa. s
12 10 8 6
10% HTPCL 5% JTPCL
20% CTPCL 15% ZTPCL—C1 10% STPCL
5% ZTPCL—1 10% ZTPCL—C3
4
2
0
0.1
1
10
剪切速率
-1
s
100
1000
锚固基团对流变曲线的影响
88995555
CH-5 HYPERDISPERSANT
4
3.75
3
4
CH-11B HYPERDISPERSANT
1.25
CH-22 HYPERDISPERSANT
1
ANTIOXIDANT
22332222
ALIPHATIC DISTILLATE 6 10
6
凡立水配方
CONVENTIONAL
WITH CH-5
CONVENTIONAL 35
48 7 10
36% CONTROL BLUE MILLBASE
32
50% CH-5 BLUE MILLBASE
粉体表面改性技术
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
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
锚固基团
颗粒
颗粒
溶剂化链
超分散剂的吸附性能
Rehacek方法
Xap
MaCa
Xap Mo(Co Ce) X MoCo ( Mo X Xsolv)Ce Ma X Xsolv Ca X / Ma Xap Ma (Ca Ce) Ma / ( s )
CH－5使用方法
将研磨基料的树脂浓度降低至30－40％ 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CH－5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
RUBINE / Ca 4B TONER 36 PHTHALOCYANINE BLUE DIARYLIDE YELLOW CARBON BLACK GRINDING VEHICLE 48 ALKYD RESIN 8 CH-5 HYPERDISPERSANT CH-11B HYPERDISPERSANT CH-22 HYPERDISPERSANT ANTIOXIDANT 2 ALIPHATIC DISTILLATE 6 50 36 50 28 26 8 4 52 9 33 9 3.75 1.25 3 65 5 40 49 5 3 1 2 40 53 5 50 33 5 4
第七章粉体的分散与表面处理
（2）沉淀反应处理 将一些无机物质沉积到颗粒的表面，形成异质包覆层，达到表面处理的目的。由于在颗粒
表面形成特殊包覆层，因此可产生光、电、磁及抗菌等功能
（3）机械力化学处理 利用粉碎及其他强烈机械作用对粉体表面进行激活，在一定程度上改变颗粒表面的晶体结
构、溶解性能、化学吸附和反应活性等
对粉体进行机械力化学处理的设备主要是种类型的球磨机或研磨机
压、颗粒粒径和湿度都是影响静电分散的重要因素
静电分散的时效性不长
（5）分散剂分散 分散剂的主要作用：增大颗粒表面电位的绝对值，提高颗粒间的静电排斥力；增强颗粒间
的位阻效应；调控颗粒表面极性，增强介质对颗粒的润湿性，增强溶剂化膜作用 根据组成和结构的不同，分散剂可分为无机分散剂和有机分散剂。根据不同的应用领域，
可添加润湿剂或浸润剂，或对粉体进行表面处理，以改善浸润条件
（3）颗粒悬浮液的分散状态及判据 两种不同的分散状态：一种是形成团聚体，即单一颗粒由于互相吸引，形成较大的二次颗
粒；另一种是颗粒之间互相排斥，形成稳定的分散体系
判据：Ur＝UA+Uel+Us+Ust+UH
7.1.3 粉体的分散方法 主要有介质分散、机械搅拌分散、超声波分散、静电分散、分散剂分散和表面处理
机械搅拌分散的时效性不长，即在停止机械作用一定时间后颗粒可能重新团聚
（3）超声波分散 作用方式包括两个方面： 在介质中产生空化作用 使悬浮体系中的各组分产生共振效应
低频时易产生空化作用，高频时易产生共振作用
强度不宜过大，否则由于热能和机械能的增加，颗粒碰撞的频率也增加，反而导致颗粒团 聚
（4）静电分散 静电分散就是给颗粒荷上相同极性的电荷，利用库仑斥力使颗粒分散，表面处理、电极电