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發布時間：

2020-10-10

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源磊小課堂 | 工藝不對，一切白費！粉體表面改性3大類典型工藝

表面改性工藝依表面改性的方法、設備和粉體制備方法而異。目前工業上應用的表面改性工藝主要有干法工藝、濕法工藝、復合工藝三大類。

1、干法工藝

這是一種應用最為廣泛的非金屬礦物粉體表面改性工藝。目前對于非金屬礦物填料和顏料，如重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣、高嶺土與煅燒高嶺土、滑石、硅灰石、硅微粉、玻璃微珠、氫氧化鋁和輕氧化鎂、陶土、陶瓷顏料等，大多采用干法表面改性工藝。原因是干法工藝簡單、作業靈活、投資較省以及改性劑適用性好等特點。

（1）間歇式干法工藝

特點是可以在較大范圍內靈活調節表面改性的時間（即停留時間），但顆粒表面改性劑難以包覆均勻，單位產品藥劑耗量較多，生產效率較低，勞動強度大，有粉塵污染，難以適應大規模工業化生產，一般應用于小規模生產。

（2）連續式改性工藝

特點是粉體與表面改性劑的分散較好，顆粒表面包覆較均勻，單位產品改性劑耗量較少，勞動強度小，生產效率高，適用于大規模工業化生產。連續式干法表面改性工藝常常置于干法粉體制備工藝之后，大批量連續生產各種非金屬礦物活性粉體，特別是用于塑料、橡膠、膠粘劑等高聚物基復合材料的無機填料和顏料。

2、濕法工藝

與干法工藝相比具有表面改性劑分散好、表面包覆均勻等特點，但需要后續脫水（過濾和干燥）作業。一般用于可水溶或可水解的有機表面改性劑以及前段為濕法制粉（包括濕法機械超細粉碎和化學制粉）工藝而后段又需要干燥的場合，如輕質碳酸鈣（特別是納米碳酸鈣）、濕法細磨重質碳酸鈣、超細氫氧化鋁與氫氧化鎂、超細二氧化硅等的表面改性，這是因為化學反應后生成的漿料即使不進行濕法表面改性也要進行過濾和干燥，在過濾和干燥之前進行表面改性，還可使物料干燥后不形成硬團聚，改善其分散性。

無機沉淀包覆改性也是一種濕法改性工藝。它包括制漿、水解、沉淀反應和后續洗滌、脫水、煅燒或焙燒等工序或過程。

3、復合工藝

（1）機械力化學/化學包覆復合改性工藝

在機械力作用或細磨、超細磨過程中添加表面改性劑，在粉體粒度減小的同時對顆粒進行表面化學包覆改性的工藝。這種復合表面改性工藝的特點是可以簡化工藝，某些表面改性劑還具有一定程度的助磨作用，可在一定程度上提高粉碎效率。

不足之處是溫度不好控制；此外，由于改性過程中顆粒不斷被粉碎，產生新的表面，顆粒包覆難以均勻，要設計好表面改性劑的添加方式才能確保均勻包覆和較高的包覆率；此外，如果粉碎設備的散熱不好，強烈機械力作用過程中局部的過高溫升可能使部分表面改性劑分解或分子結構被破壞。

（2）無機沉淀反應/化學包覆復合改性工藝

在沉淀反應改性之后再進行表面化學包覆改性，實質上是一種無機/有機復合改性工藝。這種復合改性工藝已廣泛用于復合鈦白粉表面改性，即在沉淀包覆SiO₂或Al₂O₃薄膜的基礎上，再用鈦酸酯、硅烷及其他有機表面改性劑對TiO₂/SiO₂或Al₂O₃復合顆粒進行表面有機包覆改性。

（3）物理涂覆/化學包覆復合改性工藝

在對顆粒進行物理涂覆，如金屬鍍膜或覆膜后再進行表面有機化學改性的工藝。

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