粉石英不同途径改性效果的比较研究.pdf

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1、2006.12（上半月刊）理工科研粉石英不同途径改性效果的比较研究□李金涛（宿迁学院三系江苏·宿迁223800）摘要在相同条件下分别用铝酸酯DL-411偶联剂、硅烷KH-570偶联剂、两者的复合偶联剂对粉石英改性，以制备功能填料活性粉石英。综合分析认为，相对于铝酸酯DL-411偶联剂和硅烷KH-570偶联剂，用0.7％的复合偶联剂改性（硅烷KH-570（g）：铝酸酯DL-411（g）=1:1），既能降低改性成本，又能显著提高粉石英填充制品的力学性能，是较好的改性途径。关键词粉石英表面改性铝酸酯DL-411

2、硅烷KH-570（g）复合偶联剂中图分类号：O6文献标识码：A文章编号：1672-7894（2006）12-191-03粉石英具有一系列优良的物化性质和加工性能，可以助剂：氨水，分析纯，NH3含量为25.0～28.0%。广泛应用于材料等领域，是工业领域一种新型工业矿物原稀释剂：无水乙醇，分析纯，含量（CH3CH2OH）≥99.7%。料。天然粉石英直接作为有机物填料在许多情况下并不理环氧树脂：E-44(LX-6101),兰州蓝星树脂有限责任公司想，主要因为粉石英与高分子材料亲和性差，作填料时分散产。不均，甚

3、至成团，对产品质量有较大影响，因而有必要对其球磨机：型号规格SIM-250×300，青岛双鹰机电设备进行表面改性，使之成为具有反应活性的填料。有限公司。目前多采用单一偶联剂对粉石英进行表面改性，主要1.2改性方法有硅烷系列偶联剂、铝酸酯系列偶联剂、钛酸酯系列偶联剂矿物填料表面改性的方法，按改性过程水分的多少可等。硅烷偶联剂改性效果较好，但价格昂贵，改性成本较高；分为湿法改性和干法改性两种；按改性作用的性质、手段和钛酸酯、铝酸酯偶联剂价格较低廉，但效果不如硅烷偶联剂。目的的不同，大致可分为表面化学改性、机械

4、力化学改性、本研究采用铝酸酯DL-411偶联剂、硅烷KH-570偶联剂、两表面活化及涂层处理四类。者的复合偶联剂作为改性剂，在相同工艺条件下，对粉石英湿法工艺较复杂，成本高，工业化生产很少采用；干法进行三种改性，制备了功能填料活性粉石英。通过对改性工艺不需后处理，成本低，是矿物填料表面改性的主要方法。效果的评价和综合分析，讨论了铝酸酯DL-411偶联剂、硅另外，机械力化学改性综合了机械应力作用及表面改性剂烷KH-570偶联剂及复合偶联剂的改性特点，认为采用复合在粉体表面的化学作用，因而比表面化学改性具有一

5、定的偶联剂对粉石英进行改性，利用了两种偶联剂之间的相互优势；相对表面活化法及涂层处理法而言，机械力化学改性缠绕和交联作用，既能降低改性成本，又能提高改性效果，更为常用，技术简便，成本较低，对粉石英也更具针对性。因是一种较有优势的改性途径。此，本研究采用干法机械力化学改性制备功能填料活性粉1粉石英表面改性试验石英。1.1试验材料及设备1.3改性工艺粉石英：400目（通过率≥98%），密度2.55～2.65g/工艺流程如图1所示。cm3，容重1.96g/ml，松散体积0.9～1.1ml/g，沉降体积0.6～0

6、.9ml/g，莫氏硬度7，pH值6.5～7，等电点为pH值2～3.7。由四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司提供。硅烷偶联剂KH-570：化学名称为（-甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷，分子式为CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3，密度1.04～1.05，沸点255℃。丹阳市有机硅材料实业公司生产。铝酸酯偶联剂DL-411：化学通式为(RO)xAl（Dy）图1(OCOR′)m(OCOR″)n，乳白色膏状，白度95，熔点60℃～改性工艺条件：90℃，水分0.2%，分解温度300℃，最小包覆面积

7、320m2/g，硅烷KH-570偶联剂用量（％）：0.5、0.7、1.0、1.2、1.5、重金属铅、汞和砷的含量均低于检出极限。德阳前锋化工2.0；厂生产。铝酸酯DL-411偶联剂用量（％）：0.5、0.7、1.0、1.2、1.5、2.0；理工科研2006.12（上半月刊）硅烷KH-570与铝酸酯DL-411复合偶联剂总用量（％）：本研究除了粘度和浸润性外，还采用活化指数，特别通过直0.5、0.7、1.0、1.2、1.5、2.0；硅烷KH-570（g）：铝酸酯DL-411接填充聚合物基复合材料的力学性能实

8、验，来更全面的表（g）=1:1；征粉石英改性效果。偶联剂配制方法，偶联剂：无水乙醇：水＝1：2：1；改性2.1粘度助剂为氨水溶液，其中氨水：水＝1：3，氨水用量0.1％；预热一般改性填料添加到聚合物中，往往比未改性填料所干燥温度100℃,时间60min；改性时间60min,搅拌速度60r/得到的混合物粘度显著降低。实验利用环氧树脂E-44作为min，球磨机自摩擦生热。介质，分别与粉石英原料及改性粉石英制成混合物来测定2.改性效