石英粉改性机理效果研究

一般来说,石英粉体的颗粒越细,比表面积越大,表面活性羟基越多,越易进行化学反应,改性后效果更好。石英等硅酸盐矿物经机械粉碎后,新生表面上产生游离基或离子,在外界条件作用下,表面产生Si-OH,Si-O-Si和Si-OH···H等几种基团,易与外来的官能团发生键合,达到改性目的,为表面改性提供了基础。在改性过程中,温度,改性剂的选择、用量及处理方法,改性工艺等是影响改性效果的主要因素。

2、改性方法

对石英粉体有机表面改性的方法很多,但仅靠物理吸附于石英粉体表面,不仅改性效果不好,易在搅拌、洗涤等过程中脱落,而且在应用中也无法过多增加产品性能。高能改性成本高,技术复杂,很难实现工业化生产。机械力化学改性是对粉体机械粉碎,使其表面产生临时活性点,降低表面改性活化能。化学包覆改性是石英粉体表面改性最常用的方法,如偶联剂改性和聚合物接枝法改性。成键机理是与石英粉体表面形成共价键,如偶联剂的改性原理,偶联剂水解产生硅醇基,与石英粉体表面的硅羟基脱水缩合,形成共价键。此法成本较低,改性效果高,且改性产品保持稳定性能时间较长。

3、改性工艺

工业生产中大都采用机械力干法改性,在粉碎的同时喷入配置好的改性剂,此法可以缩短工业流程,并且在粉碎过程中产生临时活性点和高温,有利于表面改性的进行,产品不需要脱水干燥。但是改性效果相比于湿法差距大,改性很难均匀化,局部高温可能会破坏改性剂,对工艺过程不好控制。干法改性后石英粉体在工业应用中属于粗级产品,广泛应用于塑料、建材及橡胶等行业。湿法改性是将石英粉体和改性试剂一起浸泡加热,搅拌,脱水干燥,较干法工艺复杂,但改性效果好,一般应用于薄膜、涂料等高端行业。

机械化学与化学包覆复合改性工艺是指在机械力作用或细磨、超细磨过程中添加改性剂,随着石英砂粉体粒度减小的同时,对其颗粒进行表面改性的工艺。这种复合改性工艺的特点是工艺较简易,某些改性剂同时具有助磨作用,提高粉碎效率,但是其温度难控制,同时颗粒不断被粉碎,产生新的表面,改性剂包覆难以均匀,此外,粉碎设备在强烈机械力作用过程中产生局部高温,可使部分改性剂分解或分子结构被破坏。

干燥与化学包覆复合改性工艺是指在湿粉体干燥过程中添加改性剂,即脱水与粉体表面改性同时进行的复合工艺。其工艺干燥温度较高(200℃以上)。

4、改性剂

对石英粉体改性的改性剂主要有硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂等。工业上常用脂肪酸和一些阳离子表面活性剂(如十六烷基三甲基溴化铵等)对石英粉体表面改性,这些改性剂价格低廉,工艺简单,但改性效果一般,改性后属于粗级产品。硅烷偶联剂对石英粉体表面改性效果最好,但成本较高,铝酸酯和钛酸酯偶联剂成本较低,改性较容易,但改性效果比硅烷偶联剂差。

5、改性效果评价

(1)润湿性评价:主要包括活化指数、吸油值等指标。活化指数是衡量矿物粉体疏水化改性效果的重要指标,活化指数越大,说明疏水化改性效果越好。吸油值是无机粉体改性最主要的直接指标之一,特别是对于在高聚物基料中应用的无机填料,填料吸油值大小会直接影响复合材料的加工性能以及填充量。吸油值越大,改性产物与有机物的相容性越差,同时也表明了改性效果越差,反之越好。

(2)红外光谱:红外光谱作为检测粉体表面是否有有机改性剂覆盖的重要手段。每一种官能团或键在红外谱图中有相应的特征吸收峰,通过对改性前后的粉体进行红外光谱分析,对比特征峰的变化,就可看出改性是否有效,此方法已在实践中得到广泛的应用。

(3)扫描电镜(SEM):对改性前后的粉体进行电镜扫描,观察粉体的表面形貌以及改性剂在其表面的包覆情况、分散性的变化,直接反映粉体改性表面包覆的效果。

双组分缩合型导热灌封硅胶施胶问题整理

01
如何避免气泡的产生?

1、推荐使用低粘度及操作时间长的产品,这样可在材料固化前将空气排出。

2、保持固化温度在45℃以下,避免温度过高而导致气孔无法排出。

3、怎样确定配比?

固化剂的用量、环境温湿度的变化等对固化速度影响较大。固化剂用量增加,会加速固化反应。因此,通常可以采用增减固化剂用量的方法来调整固化速度,一般推荐用量为10:0.8—10:1.2(质量比)之间。若需要改变比例,应对变更混合比例进行简易实验后应用。

02
怎样清除残留的硅胶?

在胶固化之前,用一锋利小刀(或干净棉质擦布)即可刮除未固化的胶体,然后再使用异丙醇等溶剂清洗剩余物。胶固化后,可先用小刀刮除尽可能多的硅胶,然后使用溶剂(120#溶剂油、酒精、二甲苯和丙酮等)去除各种残余物,浸泡并使其分解。

03
主剂沉降怎么办?

如果放置时间过长(半个月以上)则填料可能会发生沉降,如A组分开桶,表面有一层无色透明硅油、如不搅拌均匀可能会有表面颜色偏灰、 操作时间偏长表面发粘、固化产物颜色偏灰、固化产物偏脆等。所以使用前需对A组分进行搅拌,尤其   要上下搅拌,充分混匀。

04
为什么同时灌胶会出现一部分固化,一部分不固化?

混胶不均匀,会造成局部固化偏慢或不固化。如:同一次调配出来的胶,固化时间不一致,有的较快固化,有的要很长时间才能固化;固化后,胶表面有沟槽,沟槽内胶不固化;局部出现完全不固化的现象。必须要加强搅拌,搅拌时间在2~5min左右,使胶完全混合均匀,使用搅拌时须注意搅拌是否能带动所有的胶料。

05
固化剂变黄怎麽办?

为保证LED胶水对PC外壳、LED灯管及PCB线路板有较好的粘附性,一般采用氨类偶联剂提高粘接性,因而放置2个月左右,固化剂颜色会变黄,不影响固化时间及产品性能。

06
能否加热加速固化?

缩合型产品固化过程中,有小分子产生,因此不适宜加热固化。一般产品完全固化需要12小时以上,期间内不适宜进行加热老化,否则会受热使得小分子挥发速度加快,产生膨胀现象;另外,固化温度不得超过45℃,加温会加速反应,引起较短时间内产生大量的乙醇气体,从而产生大量的气泡或气孔。

07
双组份灌封胶点胶机使用常见问题

1、甲组分使用前必须搅拌均匀,才能够注入点胶机甲组分桶。

2、出现问题后,可要求客户按照手动点胶的操作规范进行人工点胶,如果胶水能够正常固化,再查找点胶机或者匹配性是否出现异常。

3、机器点胶时,检查两胶管出胶比例是否准确,固化剂桶是否有沉淀堵塞阀门。清洗固化剂桶和导管;常更换固化剂放空阀中的干燥剂。

4、注意打胶时放空阀是否打开,避免影响出胶压力。

5、较新的点胶机会自带清洗系统,需注意打胶时清洗剂是否清洗干净。

使用前要检查B剂包装是否有破损,如有破损就要更换避免使用。

08
双组份缩合灌封胶使用注意事项

1、使用前应将主剂搅拌均匀。

2、在胶未固化前,应不能接触雨水、溶剂等。

3、如果需要哑光效果,必须将模组置于通风良好的环境中。

4、在使用相同的容器进行配胶前,必须将容器内部残留物清洗干净,未使用完的物料必须重新密封。

5、当需要附着于(如PC、PCB等)某材料时,必须在事先进行应用实验后使用,根据当时的情况,有时可能需要对材料进行清洗。

6、大多数情况下,硅橡胶可以在零下40至200摄氏度间正常使用,但是在较高或较低的温度条件下,除附着或密封材料有更高的要求外,胶水本身固化性能也有改变,需要充分测试后方可使用。

2019无机粉体材料数据总结

2019年是中国钛白工业诞生64周年,据国家化工行业生产力促进中心钛白分中心等初步统计,20多年来,钛白行业总产能由1998年的19.8万吨/年,增加到2018年的326万吨/年,年均增长率高达15%以上;全行业的总产量由1998年的14万吨,增加到2018年的295.38万吨,年均增长率也高达16%以上。我国也是全球最大的同时具备硫酸法和氯化法两种工艺的生产国。国产钛白粉无论是在不断提升的品质上,还是在价格上都受到越来越多国际客户的认可和关注,而且口碑传播效果越来越明显。

2

硅灰石、碳酸钙、高岭土等非金属矿物材料位居前列

现如今随着国家的大力、全面发展,非金属矿产的重要作用日益显露,非金属矿产在国民经济建设及战略性产业中有着重要的作用,并广泛应用于建筑、冶金、化工、轻工、石油、地质、机械、农业、医药、首饰和环保等领域。传统产业的转型升级对高性能非金属矿产品的需求将有所增长,节能环保、新能源、新材料等高新技术产业的发展将是非金属矿新的增长点,非金属矿物功能材料具有极大的市场潜力。

3

石墨烯及纳米粉体热度不减

近年,以石墨烯为代表的新型纳米材料产业发展势头迅猛,中国石墨烯产业应用领跑国际,上市公司表现抢眼,企业合作动作连连,产业格局初具雏形;企业合力打通终端渠道,应用市场遍地开花,石墨烯技术逐步“走近生活”;国家层面的政策引导、系统规划明显加速,产学研合作贯通产业链条,品牌竞争格局即将形成。石墨烯作为新材料产业的先导,在带动传统制造业转型升级,培育新兴产业增长点,推动大众创业、万众创新的作用越来越显著。

4

锂电正负极材料持续升温

随着全球电动化加速,有机构预测未来四年动力电池负极材料有望年均增长超过60%。根据全球主流车企的新能源汽车产销量规划,预计2022年全球动力电池装机总量将达到703GWh,其中高镍三元动力电池占比持续提升,铁锂电池向高能量密度发展。预计2022年全球动力电池负极材料需求有望达到80万吨,未来四年年均复合增速达到63%,其中人造石墨仍是主要增长点。

填料改性,推荐偶联剂品类M2133, M6103,E6103,ME6103,提升粉体相容性,表面疏水。