非金属矿物粉体表面改性技术

6 5中国粉体工业 2010年第3期 项目与技术 本项技术成果包括干法连续 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面改性技术、SLG型 连续粉体表面改性机，湿法表面改性技术；煅烧高岭土 表面改性技术，陶瓷颜料表面改性技术，纳米粉体的表 面改性技术、硅灰石矿纤的表面改性等。 一、技术介绍 1、非金属矿粉干法连续表面改性工艺与设备 该成果是以SLG型连续粉体表面改性机为核心，包 括表面改性工艺和配方的非金属矿粉干法连续表面改性 工业化集成技术。 其特点是：①连续生产，负压运行。表面改性剂与 被改性粉体物料根据改性配方，自动连续进入改性机， 改性好的粉体物料经旋风集料器冷却和收集。整套系统 无粉尘污染，操作简便，单位产品能耗低（3 0～ 50kWh/t）；②对粉体和表面改性剂的分散性好，颗粒 表面包覆均匀。 特殊 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的改性腔强制松散粉体物料和分散表面改 性剂，形成涡旋二相流，使表面改性剂能迅速、均匀或 均等地与颗粒表面作用，包覆于颗粒表面；单位产品改 性剂用量少；特别适用于超细粉体的表面改性；③依靠 自摩擦加热，不需要另设粉体加热装置。依靠转子和定 子高速旋转与粉体物料的冲击、剪切和摩擦作用产生粉 体表面改性所需的温度。 改性温度可以根据需要方便调节，可达到 130～ 140℃；④可以在一机上实现二种以上改性剂的复合改 性和二种以上粉体的复合改性。 该项技术及 SLG连续粉体表面改性机已有 100多台 （套）应用于超细轻质碳酸钙、超细重质碳酸钙、超细高 白度煅烧高岭土、滑石粉等非金属矿物超细粉体的表面 改性，其主要技术指标优于国内其他技术，与国外该领 域的先进技术相当。用于 d97≤ 10μ m超细轻质碳酸钙 和超细重质碳酸钙的表面改性，单机生产能力可以达到 3.5t/h，活化指数可以达到 96%以上，单位产品能耗≤ 35kWh/t。 非金属矿物粉体表面改性技术 项目与技术 Project & Technology 该项技术成果已于 2007年 3月 17日通过了中国建 筑材料工业协会组织的技术成果鉴定（建材鉴字 [2007] 第 003号），并获 2007年建筑材料科学技术进步奖二等 奖。其中的SLG型连续粉体表面改性机已获得国家发明 专利（专利号：ZL02221135.7，授权公告日：2003年 5月 14日）。 2、超细粉体湿法表面改性技术 对于湿法超细粉碎或其它湿法制粉工艺来说，超细粉体 在干燥中会形成硬团聚体，因此要在干燥后设置打散解聚设 备（即使设置打散作业难以完全复原）。在湿法超细粉碎之 后、干燥之前进行表面改性不仅可以防止超细粉体在干燥中 形成难以解聚的硬团聚体，而且因湿式状态下颗粒分散均匀 使得表面改性剂分子与颗粒的接触机会较均等，表面包覆改 性均匀，表面改性效果较好。 湿法表面改性的关键技术是表面改性剂的使用方法、配 方和干燥工艺设备。原因是大多数有机表面改性剂不溶于水， 不能直接添加；此外，干燥温度要控制适当，不能太高，以 免表面改性剂分解。本技术的特点正是较好的解决了这两个 问题：①根据浆液中使用的要求选择和配制表面改性剂；② 采用干燥效率高、兼具干燥和解聚(软团聚)作用的多功能干 燥机。 本项目课题组已完成了纳米碳酸钙、阻燃用超细氢氧化 铝和超细氢氧化镁、超细二氧化硅(白炭黑)、超细绢云母粉、 超细硅藻土、氧化铁红等的湿法表面改性研究开发，部分已 在工业上得到了应用。 湿法表面改性工艺适用于湿法制备无机超细粉体工艺， 特别是1μm以下无机超细和纳米粉体，如超细和纳米碳酸 钙、超细重质碳酸钙、超细氢氧化铝和氢氧化镁、超细二氧 化硅(白炭黑)等的表面改性。 由于湿法表面改性既可以进行有机包覆，也可以进行无 机包覆，产品表面包覆均匀，分散性好，因此，产品的应用 性能好，市场前景广阔。 3、超细Al(OH)3表面改性技术 6 6 中国粉体工业 2010年第3期 项目与技术 Project & Technology 超细Al(OH)3是目前用量最大的无机阻燃填料，由于所 应用的对象是有机高分子材料，加之为了满足阻燃技术要求 添加量较大，因此Al(OH)3在用做阻燃剂时必须进行表面改 性，以提高其与高聚物基料的相容性，改善材料的力学性 能。本技术的改性方法是在干燥之前的浆料状态下，根据高 聚物基料的不同，采用不同的表面改性剂配方对其进行表面 改性，使超细Al(OH)3经干燥后不形成硬团聚，呈良好分散 状态，且与有机相和无机相（水相）均有良好的相容性。改 性产品的吸油率、分散性及在EVA中的应用性能指标（氧 指数、拉伸强度、断裂伸长率等）与德国马丁公司的样品相 当。 4、无机颜料粉体表面处理技术 超细和超微细无机粉体颜料与基料（陶瓷坯料、 釉料基料、粉状涂料基料等）的相容性决定其在基料 中的分散性和均匀着色。未经表面处理的微细或超 微细无机粉体颜料捏之成团，久存结块，用时难以在 基料中均匀分散，导致颜料用量增加，着色不均。 本表面处理技术采用独特的“无机—有机”复合 表面处理剂配方和简单易行的加热（60～100℃）混 合工艺，处理后的微细和超微细无机粉体颜料手捏 不住（似流体），久存不结块，不用强力搅拌即可在 水中自发弥（分）散。 这项技术已用于国产绿色、黄色等陶瓷颜料的表 面处理，处理后的陶瓷颜料的使用性能完全可与高 档 进 口 颜 料 相 比 ，而 且 具 有 投 资 少（ 工 艺 设 备 简 单）、生产成本低（＜ 0 . 2元 / k g颜料）等特点。 5、高岭土和煅烧高岭土表面改性技术 高岭土属于层状硅酸盐矿物，经粉碎加工后的高岭土为 片状颗粒，表面带有羟基和含氧基团，具有酸性，经过煅烧 的超细煅烧高岭土酸性和表面极性更强，在用做塑料、橡胶、 电缆、涂料的填料和颜料以及化工载体时，为了提高煅烧高 岭土与基料的相容性或分散性，从而改善其应用性能要对其 进行表面处理。 本技术包括以下应用领域的煅烧高岭土表面改性工艺与 配方：①电缆绝缘料；②PE及PP塑料薄膜；③橡胶制品； ④工程塑料；⑤水性涂料；⑥油性涂料；⑦化工载体。 6、纳米碳酸钙湿法表面改性技术 纳米碳酸钙的生产和应用在我国正日益得到重视，由于 纳米碳酸钙是在液相中生产的，使用和运输非常不便，但制 成粉状时，因颗粒表面能很高，颗粒间相互吸引形成团聚，使 用时无法完全再分散，从而影响到它的实际粒度大小与粒度 分布及应用性能。本技术的解决方法是在干燥之前的浆料状 态下，根据用途的不同，采用不同的表面改性剂配方对其进 行表面改性，使纳米碳酸钙经干燥后不形成硬团聚，呈良好 分散状态，又与有机相或高聚物基料或无机相（水相）有良 好的相容性，提高其使用性能，以便纳米碳酸钙在更多的环 境和领域中使用。本技术包括以下二组应用领域的表面改性 工艺与配方：①高聚物基料（树脂）及油性涂料和油墨;②水 性涂料和油墨。 7、硅灰石矿物纤维的表面改性技术 针状硅灰石是一种重要的无机功能填料，在工程塑料、 造纸、涂料等领域具有广泛的用途；用于工程塑料具有增强 功能，用于造纸除了可以提高纸张的性能外还可以替代部分 纸浆。 但是，第一，无论是用于工程塑料还是造纸，硅灰石的 磨耗值较大，给应用设备造成磨损；第二，硅灰石中的微量 显色杂质导致填充后的塑料白度下降，颜色变深；第三，在 树脂中直接应用是与树脂的相容性不好，导致填充材料的抗 冲击性能下降。 本项改性技术的特点是集成无机表面包覆与有机表面改 性技术，通过无机表面改性解决硅灰石磨耗值较大和填充材 料白度下降的问题，从而降低磨耗盒提高填充材料的白度； 通过表面有机改性解决在塑料填充中与树脂的相容性问题， 从而提高填充材料的强度和任韧性，特别是冲击强度。 本项目属于国家“十一五”国家科技支撑计划《优势非 金属矿资源（硅灰石、高岭土、云母、石墨）高效利用技术 研究（2006～2008；项目编号：2006bab12b01）》专题项目， 其核心技术已申请两项发明专利：①一种硅灰石表面包覆硅 酸铝纳米粒子的方法（申请号200710151943.4）；②一种硅 灰 石 填 料 的 无 机 复 合 与 表 面 改 性 方 法 （ 申 请 号 200810224268.8）。 8、硅微粉、超细二氧化硅、白炭黑表面改性 技术 硅微粉、超细二氧化硅、白炭黑等是重要的无机功能粉 体材料，广泛应用于环氧树脂基电器和电子材料、橡胶、硅 橡胶、涂料等领域；表面改性是改善和提高其应用性能所必 须的加工技术之一。 本项目技术是针对不同细度、比表面积和不同用途或基 料的表面改性配方技术和工艺技术。 9、粉煤灰微珠的表面改性增白技术 6 7中国粉体工业 2010年第3期 本项目通过在粉煤灰微珠表面控制沉淀包覆其化学成分 与微珠相同的硅酸铝，显著提高粉煤灰微珠的白度。主要技 术指标为：白度＞70；表面包覆均匀，包覆层厚度＜1μm。 粉煤灰是燃煤电厂排放的工业灰渣，它不仅占用了大量 的土地资源用于堆放，还造成了严重的环境污染，因此从经 济和环保角度出发，开展粉煤灰的综合利用研究具有重大意 义。 粉煤灰空心微珠是从粉煤灰中提选出来的一种新型多功 能颗粒材料。它具有体轻、粒径小、耐磨性强、抗压强度高、 分散性及流动性好、反光、无毒等优异性能，可代替制造成 本较高的人造空心微珠应用到建材、橡胶、塑料、航空航天、 电子等领域，发挥出其原料丰富、价格低廉的优势。但由于 其色泽不好，呈灰色或土黄色，不能用于填充艳色或浅色塑 料或橡胶制品，不能用作浅色涂料，影响了其应用范围的扩 大。对其进行表面改性与增白，可以提高其遮盖力、着色力 和耐侯性。 这不但可以解决粉煤灰堆积占地的环境问题，而且可以 改善橡胶，塑料和涂料的性能，降低工业成本。用硅酸铝包 覆空心微珠不仅保留了空心微珠原有的性能，而且改性原料 硫酸铝和水玻璃来源广泛,价格低廉；此外，相对于碳酸钙包 覆改性，硅酸铝具有耐酸性和化学性质稳定等优点。因此，本 项目技术对于粉煤灰空心微珠表面改性增白技术的进步及其 空心微珠深加工具有重要价值。 二、合作方式 专有技术转让、按年销售额提成或入股。 三、联系方式： 联系单位：中国粉体网项目技术推广部 联系电话：010-82930764 年产8000吨超细高活性锌粉项目招商 一、项目简介 超细高活性锌粉具有金属锌含量高、杂质含量低、球晶 表面光滑、整洁、比表面积大，松装比重小，表面氧化少，融 熔变形及粘连和平台状颗粒少，显微镜下显示为晶形球状结 构等特征。是农林、冶金、化工、电池、医药、汽车、船舶、 航空等行业的重要原料，是富锌油漆、富锌涂料和其他防腐、 环保等高性能涂料的关键原料，是一种国家急需开发的对国 民经济有重要支撑作用的功能性新型粉体材料。目前国内市 场年需求量为10万吨左右，所需产品大都为进口。国际市场 需求量60万吨左右，且需求量大于供应量，且尚有扩大的趋 势，而产量难以一下子提高。超细高活性锌粉是国债重点扶 持的新产品，已经列入国家高技术产业化示范工程。2000年 12月,国家计委以计投资[2000]2498号文下达1000万元国家 财政预算内专项资金投资计划。 二、项目现状 冶炼行业是融安县工业占绝对主导地位的支柱产业。目 前融安县比较大的冶炼企业有四家，每年锌锭产量在3万吨 左右，具有发展超细高活性锌粉的资源优势。目前，融安县 已拥有“超细高活性锌粉”生产线一条，年生产能力为5000 吨，远远不能满足市场需求。如能加大锌锭深加工超细高活 性锌粉生产，广泛用于化工等行业，将提升其锌锭利用价值， 增加其附加值，扩大市场占有率，提高市场竞争力，使融安 县现有冶炼行业做强做大。 三、投资估算： 项目总投资4700万元,主体工程分二期。第一期工程拟 建四座卧式锌粉炉，计划完成投资总额3300万元。项目建成 后,将形成年产8000吨超细高活性锌粉生产能力，生产技术 和产品质量处于国内领先水平。 四、效益分析 项目完成后，将新增销售收入11200万元/年，新增利 税2464万元/年，投资利润率35%，投资利税率46%，投资 回收期4年。 五、合作方式 合资、合作、引进技术、设备、资金，也可独资。 六、联系方式 联系单位：广西融安县招商促进局 联系人:何平 韦勋海 联系电话:13907824968 13878268826 项目与技术 Project & Technology