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一文了解粉体表面改性工艺

一文了解粉体表面改性工艺
2021-04-10
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作者:埃尔派
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在确定表面改性剂配方后,表面改性工艺就成为决定表面改性效果的最重要的影响因素之一。表面改性工艺需要满足表面改性剂的应用要求和应用条件,有利于表面改性剂的分散,能够实现表面改性剂在粉体表面均匀且牢固的包覆,同时还要求工艺简单、参数可控性好、产品质量稳定,且能耗低、污染小。

干法表面改性工艺

干法表面改性工艺简单,适用于各种有机表面改性剂,特别是各类非水溶性的表面改性剂。在干法改性工艺中,表面改性设备在很大程度上决定了表面改性剂的分散性和表面包覆的均匀性,其主要工艺参数是改性温度、粉体与表面改性剂的作用或停留时间。

湿法表面改性工艺

湿法工艺的表面改性剂分散性好、表面包覆均匀,但后续需要进行脱水作业,适用于各种可水溶或水解的有机表面改性剂、无机表面改性剂,以及前段为湿法制粉工艺而后段需要干燥的场合。在湿法改性工艺中,主要工艺参数是温度、浆料浓度、反应时间、干燥温度和干燥时间等。

粉碎与表面改性二合一工艺

将粉碎与表面改性合二为一可以简化工艺,部分表面改性剂具有助磨性,在一定程度上可以提高粉碎效率。但该工艺不好控制温度,难以满足改性的工艺技术要求,且在粉碎过程中,由于已包覆好的颗粒也会被粉碎,不断产生新的表面,因此导致颗粒包覆不均匀、包覆率不高。此外,如果粉碎设备的散热性不好,超细粉碎过程中局部的过高温升可能会使表面改性剂分解或分子结构被破坏。

干燥与表面改性二合一工艺

将干燥与表面改性合二为一也可以简化工艺,但干燥温度一般在200℃以上,干燥过程中加入的低沸点表面改性剂可能来不及作用于粉体表面就随水分子一起被蒸发。在水分蒸发后、出料前添加表面改性剂虽然可以避免表面改性剂的蒸发,但停留时间较短,难以确保均匀牢固的包覆。

湿法表面改性工艺虽然也要经过干燥,但干燥之前表面改性剂已吸附于颗粒表面,排挤掉了颗粒表面的水化膜,因此在干燥时,首先被蒸发掉的是颗粒外围的水分。

选择表面改性工艺时需要综合考虑多个因素。如表面改性剂的水溶性、水解性、沸点或分解温度等特性。又如前段粉碎或粉体制备作业是湿法还是干法,如果湿法作业可考虑采用湿法改性工艺。此外,表面改性方法也决定着表面改性工艺的选择,表面化学包覆既可采用干法工艺也可采用湿法工艺,无机表面改性剂的沉淀包膜只能采用湿法工艺。

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