聚氨酯樹脂酞酸酯偶聯劑

Ⅰ 什麼是硅烷偶聯劑，硅烷偶聯劑有哪

硅烷偶聯劑是其中一種常用的偶聯劑。除此以外，還有鈦酸酯類偶聯劑，WOT-108表面處理劑等。

實際生產中，偶聯劑處理是針對填充劑等無機粉體的。在PVC體系中，偶聯劑的用處大，填充材料在偶聯劑的作用下，能與PVC表現出良好的整體性。有效提高製品的沖擊強度等性能。

Ⅱ 表面改性劑

一、概 述

礦物的表面改性，主要是依靠改性劑在礦粒表面吸附、反應、活化、包覆或包膜實現的。因此，表面改性劑對於礦物的表面改性或表面處理具有決定作用。

常用於礦物表面改性的改性劑主要有各種偶聯劑、表面活性劑、有機聚合物、不飽和有機酸、有機硅、金屬氧化物及其鹽等。幾種改性劑的實用范圍和主要特點見表 4 － 1。幾種主要填料礦物的化學改性實踐見表 4 －2。

表 4 －1 幾種改性劑的實用范圍和主要特點

表 4 －2 幾種主要填料礦物的表面改性實踐

二、偶聯劑

( 一) 偶聯劑的作用機理

由於非金屬礦與塑料是兩種不同性質的物質，它們之間有很大程度上的不相容性，再加之非金屬礦與塑料等的彈性模量不一致，界面間易產生剪切應力，影響其復合材料的力學性能。偶聯劑能把兩種不同性質的物質通過化學作用或物理作用結合起來，即它能把無機填料和有機高分子基料兩種不同性質的物質緊密地結合起來。因此，偶聯劑也是無機物和有機物界面間的橋梁。

界面擴散理論認為，對作填料用的礦物進行改性處理時，所有的偶聯劑不僅親無機端應與填料表面以化學鍵結合，而且另一端還應能溶解、擴散於樹脂的界面區域，在其與樹脂大分子鏈發生糾纏或形成化學鍵，即偶聯劑的親有機端應含有較長的柔軟碳氫鏈，以使形成柔性的有利於應力鬆弛的界面層，提高其吸收和分散沖擊能，使復合材料具有更好的抗沖擊性。

表面能理論認為，礦物填料屬高能表面，為提高它和高聚物基體的相容性，必須藉助偶聯劑的 － R 基降低其表面能。

( 二) 偶聯劑的種類

目前工業上用的礦物表面改性的偶聯劑，按其化學結構可分為三大類:

硅烷類: 適用於硅酸成分較多的無機填料: 玻璃纖維、石英粉、白碳黑、雲母、粘土。

鈦酸酯類: 適用的無機填料較廣。

鋯鋁酸鹽偶聯劑。

1. 硅烷偶聯劑

( 1) 硅烷偶聯劑的結構

圖 4 －6 甲氧基及乙氧基硅烷偶聯劑的結構式

硅烷偶聯劑的通式為RSiX₃。

通式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的有機官能團，例:氨基—NH₂，乙烯基—CH₂CH，甲基—CH₃，環氧基—CH—CH₂，氰基—CN等，可與有機分子反應或物理纏繞。

X代表水解性基團，能為水解的烷氧基，例:甲氧基—OCH₃，乙氧基—OC₂H₅等。硅烷偶聯劑的結構式如圖4－6所示。

X基團水解後，在一定的條件下能與無機物表面的化學基團(OH—)起反應，形成牢固的化學鍵。這種具有兩性結構的物質能把兩種性質的物質結合起來。

進行偶聯時，首先X基水解形成硅醇，然後再與無機填料表面上的羥基反應，形成氫鍵並縮合成—SiOM共價鍵(M表示無機填料表面)。同時，硅烷各分子的硅酸又相互締合形成網狀結構的膜覆蓋在填料表面，使無機填料有機化。

( 2) 硅烷偶聯劑的作用機理

經硅烷偶聯劑處理的填料或增強材料 ( 如玻纖) 在提高復合材料性能方面的顯著效果，早已得到確認，偶聯劑的作用機理目前有很多理論，其中化學鍵理論是最老但仍然是最著名的理論。該理論認為: 硅烷偶聯劑含有化學官能團，它的一端與硅質填料 ( 如玻璃) 表面的硅醇基團反應生成共價鍵; 另一端又能與樹脂生成共價鍵。並提出了簡單的偶聯機理模型，見圖 4 －7。

圖 4 －7 硅烷偶聯劑的作用機理模型圖( 據吳森紀等，1990)

硅烷偶聯劑的疏水基性質也符合「相似相親」的原則。有機官能團R為乙烯基和甲基丙烯醯基時，對不飽和的聚酯和丙烯酸樹脂特別有效;當R為環氧基團時，對環氧樹脂效果特好，同時也適用於不飽和樹脂。含氨基的硅烷能和環氧樹脂、聚氨酯發生化學反應，對酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂的固體也有催化作用，故適用於環氧、酚醛、三聚氰胺、聚氨酯等樹酯;含巰基的硅烷對硫化橡膠的偶聯效果最佳，故含巰基的硅烷偶聯劑是橡膠工業應用最廣的品種。

親水基，也稱水解性基團，該基團遇水可分解變成活性基團硅醇(≡Si—OH)。通過硅醇和無機礦物表面反應，形成牢固的化學結合或吸附於礦物表面。當X為—OCH₃和—OC₂H₅時，水解速度緩慢，且水解產物醇為中性物質，因此可用水為介質進行表面改性。因乙氧基的體積比甲氧基的大，乙氧基硅烷在水中的溶解度較小，所以，目前趨向採用含乙氧基類硅烷偶聯劑。除此以外，還以—OC₂H₄OCH₃作X基團，不僅保留其水解性，而且還能提高水溶性、親水性，應用時更為方便。應用硅烷偶聯劑的方法有兩種:一是將硅烷配成水溶液，用它處理無機填料或顏料後，再與有機高聚物或樹脂混合，即預處理法;另一種方法是將硅烷與填料及有機高聚物基料混合(即遷移法)。前一種方法處理效果較好，而後一種工藝較簡單。

硅烷偶聯劑的用量與偶聯劑的品種及填料的比表面積等有關，可按下式計算:

偶聯劑的用量=填料量(g)×填料比表面積(m²/g)/單位質量偶聯劑的最小包覆面積(m²/g)。常見硅烷偶聯劑的名稱、化學結構及最小包覆面積見表4－3。

表4－3常見硅烷偶聯劑的名稱、化學結構及最小包覆面積

(據鄭水林，1995;吳森紀等，1990;略有改動)

硅烷偶聯劑可用於許多無機礦物填料或顏料的表面處理，其中對含硅酸成分較多的石英粉、玻璃纖維、白炭黑等的效果最好。

2.鈦酸酯偶聯劑

鈦酸酯偶聯劑是美國Kenrich石油化學公司在20世紀70年代開發的一類新型偶聯劑，至今已有幾十個品種，是無機填料和顏料等廣泛應用的表面改性劑。

鈦酸酯偶聯劑可用通式(RO)_mTi—(OX—R'—Y)_n表示。

式中:1≤m≤4，m+n≤6;其中:

RO是可水解的短鏈烷氧基，能與無機物表面羥基起反應，從而達到化學偶聯的目的。m是該基團數。

Ti是偶聯劑分子的核心，—TiO—為酯基和烷基轉移和交換功能基團，是鈦酸酯的有機骨架，和聚合物羥基間進行交換，起酯基和烷基轉移反應。鈦和氧的結合鬆弛，體系中的有機酸容易游離出來作催化或緩效劑影響反應。

OX可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，這些基團很重要，決定鈦酸酯所具有的特殊功能，如磺酸基賦予有機物一定的觸變性;焦磷醯氧基有阻燃、防銹和增強黏結的性能;亞磷醯氧基可提供抗氧、耐燃性能等，因此通過OX的選擇，可以使鈦酸酯兼具偶聯和其他特殊性能。

R'是長碳鏈烷基，碳數常為12～18。它和聚合物的鏈發生纏繞作用，藉助分子間的力結合在一起，從而可傳遞應力，提高沖擊強度、剪切強度和伸長率。此外，長鏈烴還可改變礦物的表面能，降低體系黏度，使高充填聚合物也能顯示出較好的熔融流動性，所以這種偶聯劑特別適用於聚烯烴之類的熱塑性樹脂。

Y為羥基、氨基、環氧基或末端氫原子等，這些活性基團連接在鈦的有機骨架上，能使偶聯劑和有機聚合物進行化學反應，通過偶聯劑使礦物和有機基體相結合。

n為官能團數目，當n>2時，為多官能團的鈦酸酯，但m+n<6。

根據分子結構及其偶聯機理，鈦酸酯偶聯劑分四種類型:單烷氧基型，單烷氧基焦磷酸酯型，螯合型和配位型。

(1)單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑

適合於不含游離水，只含化學鍵合水或物理鍵合水的乾燥填料如碳酸鈣，以及水合氧化鋁等。單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑除含三乙醇胺基(既屬單烷氧基型又屬螫合型)、焦磷酸酯基兩類外，大多耐水性差，只能在有機溶劑中溶解和包覆粉體物料。操作方法一般如下:先將單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑溶解在少量甲苯、二甲苯等烴類溶劑中，然後和粉體物料在室溫下攪拌均勻，適當升溫，在90℃左右繼續攪拌混合半小時以上，保證鈦酸酯偶聯劑與粉體表面偶聯作用。如果沒有條件加溫，偶聯作用在室溫下也能進行，只是比較緩慢，最好在室溫下攪拌2小時然後放置過夜後再使用。一般講，溶劑用量大，對粉體的包覆效果較好，但多餘的溶劑必須除去。鈦酸酯偶聯劑用溶劑稀釋十分重要，它能使偶聯劑均勻包覆在粉體的表面。在實際生產中，根據具體情況，適量加入稀釋劑，才能達到均勻包覆的目的。

(2)單烷氧基焦磷酸酯基型偶聯劑

該類偶聯劑比一般單烷氧基型鈦酸酯耐水性好，適合於含濕量較高的礦物，如陶土、滑石粉等。在單烷氧基焦磷酸酯基型鈦酸酯偶聯劑中，除單烷氧基於礦物表面的烴基反應形成偶聯劑外，焦磷酸酯基還可分解形成磷酸，結合一部分水。

(3)螯合型

螯合型鈦酸酯偶聯劑具有極好的水解穩定性，適用於高含濕量填料和含水聚合物體系，且可在高溫狀態下使用。

螯合型鈦酸酯偶聯劑耐水性好，它可以溶解在有機溶劑中包覆粉體物料，也可以在水相中包覆粉體物料。但是，螯合型鈦酸酯偶聯劑大多不溶於水。一般可以採取3種方法使它分散在水相中:a.用高速分散器使之分散於水;b.使用表面活性劑使它分散於水;c.含有磷酸基、焦磷酸基及磺酸基的螯合型鈦酸酯可用膠類試劑使之季胺鹽化後溶解於水。

(4)配位型

配位體型鈦酸酯偶聯劑是為避免四價鈦酸酯在某些體系中的副反應，如在聚酯中的脂交換反應，在環氧樹酯中與烴基反應，在氨酯中與聚醇或異氰酸酯反應等而研製的。可見它適用多種礦物和聚合物，它對礦物的作用類似單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑。

配位型鈦酸酯耐水性好。既可溶於有機溶劑後再包覆粉體物料，也可在水相中包覆粉體物料。配位型鈦酸酯大多數不溶解於水，通常使用表面活性劑、水性助溶劑使之溶解於水，或高速攪拌使其乳化分散在水中。

鈦酸酯偶聯劑的用量是要使鈦酸酯偶聯劑分子中的全部異丙氧基與無機填料或顏料表面所提供的羥基或質子發生反應，過量是沒有必要的。鈦酸酯偶聯劑的大致用量為填料或顏料用量的0.1%～3.0%左右。被處理填料或顏料的粒度越細，比表面積越大，鈦酸酯偶聯劑的用量就越大。最適當的用量可以用黏度測定法求得:高熔點的聚合物通常用低分子量的液體，如礦物油代替做模型試驗，鈦酸酯用量從填料重量的0.25%，0.5%，0.75%，1.0%，1.5%，2.0%及3.0%等做試驗，黏度下降最大點，就是較合適的鈦酸酯用量。

鈦酸酯偶聯劑在使用過程中應特別注意以下幾個問題:

1)嚴格控制使用溫度，防止鈦酸酯分解。

2)盡量避免與具有表面活性的助劑並用，因為它們會干擾鈦酸酯偶聯劑界面處的偶聯反應。如果必須使用這些助劑時，應在填料、偶聯劑和聚合物充分混合作用後再加入這些助劑。

3)加料順序應注意避免首先與酯類增塑劑接觸，以免發生酯交換反應而失效。

4)注意分散均勻。因鈦酸酯偶聯劑一般用量為0.5%～3%，不易與大量填料均勻混合，可採用適量稀釋劑及噴霧方法使其均勻分散混合。

5)注意技術結合，提高偶聯效果，如鈦酸酯與硅烷偶聯劑並用能產生協同效應。

三、表面活性劑

1.高級脂肪酸及其鹽

高級脂肪酸屬於陰離子表面活性劑，其分子通式為RCOOH。分子一端為長鏈烷基(C₁₆～C₁₈)，其結構和聚合物相似，因而與聚合物有一定的相容性;分子一端為核基，可與無機填料或顏料表面發生物理、化學吸附作用。因此，用高級脂肪酸及其鹽，如硬脂酸處理無機填料或顏料類似偶聯劑的作用，有一定的表面處理效果，可改善無機填料或顏料與高聚物基料的親和性，提高其在高聚物基料中的分散度。此外，由於高級脂肪酸及其鹽類本身具有潤滑作用，還可使復合體系內摩擦力減小，改善復合體系的流動性能。

無機填料或顏料常用的高級脂肪酸及其金屬鹽類表面處理劑有:硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等，用量約為填料或顏料重量的0.5%～3%，使用時可直接與無機填料、顏料混合分散均勻，也可將硬脂酸稀釋後噴灑在無機填、顏料表面，攪拌均勻後再烘乾，除去水分。

2.高級胺鹽

屬於陽離子表面活性劑，其分子通式為RNH(伯胺)、R₂NH(仲胺)、R₃NH(叔胺)等。高級胺鹽的烷烴基與聚合物的分子結構相近，因此與高聚物基料有一定的相容性，分子另一端的氨基可與無機填料或顏料等粉體表面發生吸附作用。

非離子型表面活性劑對填充(或復合)體系的作用機理與各類偶聯劑相似。親水基因和親油基因分別與填料和高聚物基料發生相互作用，加強二者的聯系，從而提高體系的相容性和均勻性。二極性基團之間的柔性碳鏈起增塑潤滑作用，賦予體系韌性和流動性，使體系黏度下降，改善加工性能。如用高級脂肪酸聚氧乙烯醚類作處理劑對硅灰石粉進行的表面改性結果表明，改性後大大提高了硅灰石在PVC電纜中的填充性能。

除了上述表面活性劑外，磷酸酯也可用於無機粉體的表面處理，如單脂型磷酸酯用於滑石的表麵包覆處理，可改進滑石粉填料與高聚物(如聚丙烯)的界面親和性，改善其在有機高聚物基料中的分散狀態，並提高高聚物基料對填料的潤濕能力。

四、不飽和有機酸

不飽和有機酸作為無機填料的表面改性劑帶有一個或多個不飽和雙鍵及一個或多個羥基，碳原子數一般在10個以下。常見的不飽和有機酸是:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、肉桂酸、山梨酸、2－氯丙烯酸、馬來酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。一般來說，酸性越強，越容易形成離子鍵，故多選用丙烯酸和甲基丙烯酸。各種有機酸可以單獨作用，也可以混合使用。

五、有機硅

有機硅是以硅氧烷鏈為憎水基，聚氧乙烯鏈、氨基、酮基或其他極性基團為親水基的一類特殊類型的表面活性劑，俗稱硅油或硅樹脂。其主要品種有聚二甲基硅氧烷、有機基改性硅氧烷及有機硅與有機化合物的共聚物等。

六、無機表面改性劑

氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵、氧化鋁等金屬氧化物常用作沉澱法(包膜)制備雲母珠光顏料的表面改性劑;Al₂O₃、SiO₂等常用做無機顏料的表面處理，以提高顏料的保光性、耐候性、改善著色力和遮蓋力等，如用SiO₂包覆鈦白粉等。沉澱法表麵包膜工藝常用無機表面改性劑，其改性的物料(基質)一般也是無機物。

例1:雲母鐵

水解:FeCl₃+3H₂0→Fe(OH)₃+3H⁺

覆蓋:Fe(OH)₃覆蓋在雲母的表面

焙燒:Fe(OH)₃→Fe₂O₃+3H₂O→雲母鐵

例2:雲母鈦

工業生產中常用TiOSO₄，TiOSO₄在水解過程中，要產生一種偏鈦酸H₂TiO₃的物質，沉澱覆蓋在雲母鱗片上，形成一層H₂TiO₃均勻的薄膜，再將覆蓋有H₂TiO₃薄膜的雲母進行焙燒後，結晶出的TiO₂晶體(金紅石型或銳鈦礦型)薄膜，形成雲母鈦珠光顏料。其反應過程為:

水解:TiOSO₄+H₂O(水解)→TiO₂·XH₂O+H₂SO₄

覆蓋:TiO₂·XH₂O(水合TiO₂)覆蓋在雲母的表面

焙燒:TiO₂·XH₂O→TiO₂結晶→雲母鈦

工藝流程見圖4－8。

圖4－8 水解塗鈦法生產珠藝雲母粉的工藝流程

七、覆膜用樹脂塗層劑

這是利用高聚物或樹脂等對粉體表面進行「覆膜」而達到表面改性的方法。如用酚醛樹脂或呋喃樹脂等塗敷石英砂以提高精細鑄造砂的黏結性能。這種塗敷後的鑄造砂既能獲得高的熔模鑄造速度，又能保持模具和模芯生產中得到高抗卷殼和抗開裂性能;用呋喃樹脂塗敷的石英砂用於油井鑽探可提高油井產量。

塗敷改性是一種對粉體表面進行簡單處理的方法。精密鑄造用的型砂可以用樹脂對原砂表面進行覆膜改性處理。根據覆膜工藝可分為冷法和熱法兩種。

1.冷法覆膜

冷法覆膜是在室溫下進行。其方法是:先將粉狀樹脂與石英砂混勻，然後加入溶劑(如工業酒精、丙酮或糠醛)，溶劑加入量根據混砂機是否封閉而定。對於封閉式混砂機，酒精用量為樹脂量的40%～50%;若混砂機不能封閉，則為70%～80%。加入溶劑後繼續混合到溶劑揮發完畢，將塗覆了樹脂膜的砂經乾燥後，破碎和過篩即得覆膜砂產品。這種方法的有機溶劑耗量大，僅用於小規模生產。

2.熱法覆膜

是將砂子加熱後進行的包敷。方法是先將石英砂加熱到140～160℃，而後與樹脂在混砂機中混勻，其中樹脂用量為石英砂用量的2%～5%。這時樹脂被熱砂熔化，包覆在砂粒表面，隨溫度降低而變粘。此時加入烏洛托品水溶劑，使烏洛托品分布在砂粒表面，並使砂急冷(烏洛托品作為催化劑可在殼模形成時使樹脂固化)，再加硬脂酸鈣(防止結塊)混數秒鍾後出砂，然後粉碎、過篩、冷卻後即得覆膜砂產品。此法效果較好，適合大規模生產，但工藝控制較為復雜，並需用專門的混砂設備。精密鑄造中用作殼芯的樹脂覆膜砂配方實例見表4－4。

表4－4精密鑄造中用作殼芯的樹脂覆膜砂配方實例

Ⅲ 偶聯劑的作用機理

了解鈦酸酯結構和性能的關系，可以幫助你正確選用各類品種。
四價元素是最好的分子建築者，例如四價鈦碳---構成了生命的基礎。同樣鈦化學表明，四價鈦可以使化學家們合成出各種分子類型的鈦酸酯作為偶聯劑，它們除了能為不同的填充劑和聚合物體系提供良好的偶聯作用外，還顯示其它各種功能。
鈦酸酯偶聯劑的分子可以劃分為六個功能區，它們在偶聯機制中分別發揮各自的作用。 六個功能區如表1所示：功能區① （RO)m -起無機物與鈦偶聯。
鈦酸酯偶聯劑通過它的烷氧基直接和填料或顏料表面所吸附的微量羧基或羥基進行化學作用而偶聯。
由於功能區①基團的差異開發了不同類型偶聯劑，每種類型對填料表面的含水量有選擇性，各類型特點：
1、單烷氧基型；
單烷氧基鈦酸酯在無機粉末和基體樹脂的界面上產生化學結合，它所具有的極其獨特的性能是在無機粉末的表面形成單分子膜，而在界面上不存在多分子膜。
因為依然具有鈦酸酯的化學結構，所以在過剩的偶聯劑存在下，使表面能變化，粘度大幅度降低，在基體樹脂相由於偶聯劑的三官能基和酯基轉移反應，可使鈦酸酯分子偶聯，這就便於鈦酸酯分子的變型和填充聚合物體系的選用。
該類偶聯劑（除焦磷酸型外）特別適合於不含游離水，只含化學鍵合水或物理鍵合水的乾燥填充劑體系，如碳酸鈣、水合氧化鋁等。
2、單烷氧基焦磷酸酯型：
該類鈦酸酯適合於含濕量較高的填充劑體系，如陶土、滑石粉等，在這些體系中，除單烷氧基與填充劑表面的羥基反應形成偶聯外，焦磷酸酯基還可以分解形成磷酸酯基，結合一部份水。
3、配位型：
可以避免四價鈦酸酯在某些體系中的副反應。如在聚酯中的酯交換反應，在環氧樹脂中與羥基的反應，在聚氨酯中與聚醇或異氰酸酯的反應等。該類偶聯劑在許多填充劑體系中都適用，有良好的偶聯效果，其偶聯機理和單烷氧基型類似。
4、螫合型：
該類偶聯劑適用於高濕填充劑和含水聚合物體系，如濕法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸鋁、水處理玻璃纖維、燈黑等，在高濕體系中，一般的單烷氧基型鈦酸酯由於水解穩定性較差，偶聯效果不高，而該型具有極好的水解穩定性，在此狀態下，顯示良好的偶聯效果。
功能區② -（--O……）--具有酯基轉移和交聯功能。
該區可與帶羧基的聚合物發生酯交換反應，或與環氧樹脂中的羧基進行酯化反應，使填充劑、鈦酸酯和聚合物三者交聯。
酯交換反應性受以下幾個因素支配：
1、鈦酸酯分子與無機物偶聯部份的化學結構；
2、功能區③上的OX基團的化學結構；
3、有機聚合物的化學結構；
4、其它助劑如酯類增塑劑的化學性質。
鈦酸酯在聚烯烴之類的熱塑性聚合物中不發生酯交換反應，但在聚酯，環氧樹脂中或者在加有酯類增塑劑的軟質聚氯乙烯塑料中，酯交換反應卻有很大影響。酯交換反應的活性太高會造成不良後果，例如象KR-9S那樣的鈦酸酯，當加入到聚合物中後，能迅速發生酯交換反應，初期粘度急劇升高，使填充量大大下降，而象KR-12那樣的鈦酸酯、酯交換反應的活性低，沒有初期粘度效應，但酯交換反應可隨著時間逐漸進行，這樣不但初期的分散性良好，而且填充量可大為增加。
在塗料中可利用鈦酸酯偶聯劑的酯交換機制來交聯固化飽和聚酯和醇酸樹脂，從而可得到一種不泛黃的材料（因為不含不飽和結構），由於酯交換作用可以表現觸變性，因此有較高酯交換活力的KR-9S具有觸變性效果，TTS也有一定程度的酯交換能力。
功能區③ OX--連接鈦中心的基團。
這一部位的OX基團隨基結構不同，對鈦酸酯的性能有不同影響，例如羧基可增加與半極性材料的相溶性，磺酸基具有觸變性，碸基可增加酯交換活性，磷酸酯基可提高阻燃性，聚氯乙烯的軟化性；焦磷酸酯基可吸收水份，改進硬質聚氯乙烯的沖擊強度，亞磷酸酯基可提高抗氧性，降低聚酯或環氧樹酯中的粘度等。
功能區④ R---熱塑性聚合物的長鏈糾纏基團，鈦酸酯分子中的有機骨架。
由於存在大量長鏈的碳原子數提高了和高分子體系的相溶性，引起無機物界面上表面能的變化，具有柔韌性及應力轉移的功能，產生自潤滑作用，導致粘度大幅度下降，改善加工工藝，增加製品的延伸率和撕裂強度，提高沖擊性能，如果R為芳香基，可提高鈦酸酯與芳烴聚物的相溶性。
功能區⑤ Y---熱固性聚合物的反應基團。
當它們連接在鈦的有機骨架上，就能使偶聯劑和有機材料進行化學反應而連接起來，例如雙鍵能和不飽和材料進行交聯固化，氨基能和環氧樹脂交聯等。
功能區⑥ )n 它代表鈦酸酯的官能度，n可以為1-3，因而能根據需要調節，使它對有機物產生多種不同的效果，在這一點上靈活性要比象硅烷那樣的三烷氧基單官能偶聯劑大。
從上述六個功能區的作用，可以看出鈦酸酯偶聯劑具有很大的靈活性和多功能性，它本身既是偶聯劑,也可以是分散劑、濕潤劑、粘合劑、交聯劑、催化劑等、還可以兼有防銹、抗氧化、阻燃等多功能，因此應用范圍很廣，勝過其它偶聯劑。

Ⅳ 裝修的時候門框上粘的發泡膠怎麼清除

清發劑或是消發劑：正常的買發泡膠的建材店都有賣配套設施的清發劑或是消發劑，全是專業用於清除發泡膠殘留的清潔劑，能夠依照說明方法來應用，還可以很合理的清理掉門套里的發泡膠殘留。甲苯：因為甲苯和發泡膠一樣全是有機化合物，正負極同樣，能夠融為一體，因此能用甲苯來清理發泡膠殘留，實際效果和消發劑類似。所說的發泡膠便是一種具備聚氨酯發泡特點的膠，主要成分是聚氨酯材料，基本原理便是把聚氨酯材料預聚體、發泡膠。

使用技巧詳細介紹：應用發泡膠時，盡可能維持的速率勻稱。一般都是噴涌量至需要添充容積的2/3就可以了，不必噴滿。在添充豎直的裂縫的時，提議從下往上開展添充，這樣就能夠充分利用作用力的作用是避免往下墜。隨後等候十分鍾上下，泡沫塑料便會粘合；60多分鍾之後，就還可以開展激光切割了。分割的過程中就應用刀子把不必要的一部分摘除，隨後表層提議大夥兒應用混合砂漿、建築塗料或者是其他的資料開展密封性。

Ⅳ 誰知道水性漆的配方

水性漆配方以水性聚氨酯分散體和丙烯酸酯乳液為主要原料， 適用於木器表漆和塑料。成膜後為全啞光清漆。用此配方開發的產品有成本的優勢。

原料代碼 投料數量
1 華津思 R4188 50.00
2 華津思 HD1902 15.00
3 純水 7.22
4 DPnB 3.00
5 DPM 2.50
6 PA30 0.50
7 BYK028 0.43
8 BYK346 0.10
9 TS-100 2.60
10 Glide 440 0.26
11 RM-2020 0.10
12 RM-8W 0.10
13 95%乙醇 4.78
14 純水 13.48
總計 100

注 釋:
華津思R4188: 水性聚氨酯分散體.
華津思 HD1902: 華津思丙烯酸酯乳液.
DPnB: 二丙二醇丁醚. 美國陶氏化學.
DPM: 二丙二醇甲醚. 美國陶氏化學.
PA30: 分散劑。 巴斯夫
BYK028： 消泡劑 BYK
BYK346: 潤濕劑 BYK
TS-100: 消光粉 迪高
Glide 440: 流平劑
RM-2020： 羅門哈斯增稠劑，非離子聚氨酯
RM-8W： 羅門哈斯增稠劑，非離子聚氨酯

調配方法：
1. 依次投入1、2、3，開機400-600轉/分鍾，攪拌均勻10分鍾。
2. 在400-600轉/分鍾速度狀態下再加入4、5, 攪拌均勻10分鍾。
3. 再加入6，7，8 在800-1000轉/分鍾速度高速分散10分鍾。
4. 再加入9， 在1000-1500轉/分鍾速度分散分鍾。
5. 再加入10，在600-800轉/分鍾速度攪拌均勻5分鍾。
6. 將11和12， 先用13兌稀均勻, 然後慢慢加入以上溶液,在400-600轉/分鍾速度攪均10-15分鍾。
7. 加入14調粘度. 送檢合格包裝。
備註：本配方是單組分水性漆。 如配製雙組分漆， 在以上配方基礎上加水性HDI固化劑或氮丙啶交聯劑。 漆：水性固化劑＝10：1。 漆：氮丙啶交聯劑＝20：1.

性能：
品控項目 品控內容
細度/清潔度 ≤30微米
施工性 好
密度（公斤/升） 1.00±0.001
粘度(25℃) 60±5KU
顏色 濁白
固體份（W/W） 27±1%
光澤 全啞光（60-75/60°）
施工配比 直接使用．

Ⅵ 請問油漆是什麼組成的

現代油漆均以不同有機樹脂及原料合成，而各類油漆及粉末均由4種主要成分 :Wet Paint 油漆Resin樹脂 + Pigment顏料 + Additives助劑/添加劑 + Solvent溶劑Powder Coating 粉末Resin樹脂 + Pigment顏料 + Additives助劑/添加劑 + Hardener固化劑
成份
用途樹脂
為高份子物質並形成最終成膜物
決定塗料的加工性，施工性及塗層的應用性
決定其它成份的選取顏料
提供著色，遮蓋等裝飾性功能
提供防銹，防污等保護性功能
賦予塗料適當的流動性
補充塗料的機械性及耐候性溶劑
提供作為分散樹脂及顏料的加工性
調節塗料黏度以增強其施工性助劑 / 添加劑
補充及增強塗料的加工性，儲存性，施工性及塗層的物理性質
油漆按成份大致可以分為油基油漆和水基油漆兩大類。油基油漆，如軸承廠超精加工使用的以煤油為主添加少量機械油的油漆。油基油漆通過加工部位後一般只含有磨粒、切屑等固體雜質，使用中只需要分離掉固體雜質就能獲得清潔的油漆，因此其處理相對比較簡單。另一類是水基油漆，以乳化液為代表，在乳化液中細微的油滴高度分散地分布在水中，乳化液中還含有各種表面活性劑及防銹劑等添加劑。乳化液通過加工部位後除含有磨粒、切屑等固體雜質外，還容易滋生微生物。微生物包括細菌、黴菌、真菌等，一般情況下不宜使用超過推薦硬度的水，因為高硬度的水中所含有的鈣、鎂離子會使陰離子表面活性劑失效，乳液分解，出現不溶於水的金屬皂。即使乳化液是用非離子表面活性劑製成，大量的金屬離子也可以使膠束聚集，從而影響乳化液的穩定。太軟的水也不宜使用，用太軟的水配置的油漆在使用過程中易產生大量泡沫。油漆的稀釋關繫到乳化液的穩定。油漆使用前，要先確定稀釋的比例和所需乳化液的體積，然後算出所使用油漆原液量和水量。在稀釋時，要選取潔凈的容器，將所需的全部水倒入容器內，然後在低速攪拌下加入原液，配置時，原液的加入速度以不出現未乳化原液為准。注意原液和水的加入程序不能顛倒。延長乳化液的使用壽命除了選擇合適的冷卻液的質量和合理使用外，油漆的維護也是非常重要的因素。確保液體循環線路的暢通。及時排除循環線路的金屬屑、金屬粉末、黴菌粘液、油漆本身的分解物、砂輪灰等，以免油漆造成堵塞。
油漆是室內裝修中的重要環節，高質量的油漆不但可以彌補前期裝修的缺陷，而且可以提高整個裝修的品位和層級。
聚酯漆是目前室內裝潢使用木器漆中的主要一種，其特點是漆膜厚、硬度高、透明度高、手感好、耐高溫、耐腐蝕、耐變黃。現在的油漆品牌琳琅滿目，讓身為門外漢的我們常會無從下手。以下介紹了幾種簡易的選擇方法。1.看油漆外包裝的標簽標識
應有產品名稱、執行標准號、生產地、型號、規格、使用說明等。如果是知名品牌，一般還附有國家免檢證書、名牌證書等。2.看是否符合標准
購買時可要求銷售商提供合格的環保檢測報告。3.買包裝最重的
將油漆桶提起來，晃一晃，如果有稀里嘩啦的聲音，說明油漆包裝不足，短斤
少兩，粘度過低，正規大廠真材實料，晃一晃幾乎聽不到聲音。4.買耗用量最少的
向出售商咨詢油漆的塗刷遍數和塗刷面積，計算用量和每平方公尺材料成本，
不要被每組(桶)單價所欺騙。5.買專業性配套性強的
質量好的產品往往專業性更強，根據不同的板材提供技術指導和售後服務

Ⅶ PVC管中導電體系怎麼形成

PVC管中導電體系怎麼形成？本發明涉及高分子材料
技術領域：
，具體涉及一種導電導熱耐磨pvc管材及其制備方法。
背景技術：
：pvc管材具有耐腐蝕性強、強度高、剛性好等特性，因此，被廣泛應用在給水、建築排水、排污、化工等
技術領域：
，但由於pvc管材耐磨性能一般，且導電導熱性能不足，在很大程度上影響了pvc管材在地網導電，電力電網導管等方面的應用。因此，需要通過添加填料改善其耐磨、導電和導熱性能。二氧化硅硬度大，具有良好的耐磨性，被廣泛地用於玻璃製品、導電器件、導電塗料、電子封裝材料、精密陶瓷材料、管道以及其它塑料等材料的填料。但是納米二氧化硅存在顆粒小、比表面積大、粒子間的作用力強，極易團聚，不易分散、導電率、導熱率極低性能差等缺陷，制約了其更加廣泛的應用。石墨烯具有良好的導熱性、導電性、電磁微波吸收性能等，在航空航天，新能源電池、電磁屏蔽、電容器、塑料製品、導電塗料等領域有著廣泛的應用。為了提高納米二氧化硅的分散性、導電導熱性，在其表面接枝氧化石墨烯，並且已經做了很多的研究。中國發明專利cn103122179a採用銅粉共混改性二氧化硅作為導電填料，導電性能較好，但填料密度偏大，且二氧化硅自身的團聚性較大；中國發明專利cn103897446a直接採用二氧化硅與石墨烯均勻混合作為導電填料，較金屬導電粉末密度有所改善，而納米二氧化硅、石墨烯顆粒自身的團聚性較大，納米二氧化硅/氧化石墨烯或者金屬粉末簡單的混合並不能很好地改善填料的分散性，難以較好地提高復合材料的導電導熱耐磨性能。技術實現要素：本發明的目的在於克服現有技術的不足之處而提供一種導電導熱耐磨pvc管材及其制備方法。為實現上述目的，本發明採取的技術方案如下：一種導電導熱耐磨pvc管材，包括以下重量份的組分：pvc樹脂100份、含氯偶聯劑改性納米二氧化硅5-20份和含氯偶聯劑改性導電填料5-20份。本發明利用含氯偶聯劑分別對納米二氧化硅和導電填料進行表面改性，改性後的納米二氧化硅和導電填料作為pvc管材的填料，這樣能夠使導電填料和改性納米二氧化硅在樹脂中達到良好的分散，使其表面形成緻密的導電導熱網路體系，提高pvc材料的導熱、導電性能和耐磨性。此外，經試驗發現，kh570硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑等其他常用偶聯劑並不適用於本發明中的pvc樹脂基體，本發明採用含氯偶聯劑對石墨烯或二氧化硅進行表面改性，更有效改善填料粒子在pvc基體樹脂中的分散性，從而提高了pvc管的導電、導熱和耐磨性。優選地，所述導電填料包括石墨粉、石墨烯、炭黑、短碳纖維、碳納米管中的至少一種。優選地，所述含氯偶聯劑包括3-氯丙基甲基二氯硅烷(msds)。與其他偶聯劑相比，採用3-氯丙基甲基二氯硅烷對石墨烯或二氧化硅進行表面改性，改性後的填料在pvc樹脂基體中具有較好的分散性，制備得到的pvc管的導電導熱耐磨性較好。優選地，所述含氯偶聯劑改性納米二氧化硅中含氯偶聯劑在納米二氧化硅表面的接枝率為60％-80％。優選地，所述含氯偶聯劑改性導電填料中含氯偶聯劑在導電填料表面的接枝率為20％-60％。本發明分別通過控制含氯偶聯劑在填料上的接枝率，確保偶聯劑對填料具有較好的改性效果，從而保證改性後的填料在pvc樹脂中具有良好的分散性，形成緻密的導電導熱網路體系，從而進一步提高pvc材料導熱、導電性能和耐磨性。優選地，所述納米二氧化硅的平均粒徑為5-500nm。優選地，為進一步提高材料體系的穩定性，以及材料的可加工性和成型性，所述的導電導熱耐磨pvc管材還包括以下重量份的組分：穩定劑2-3.5份、加工助劑1-2份和潤滑劑1-1.5份。本發明還提供了上述的導電導熱耐磨pvc管材的制備方法，包括以下步驟：(1)將各組分按比例放入高速混合機中逐漸加熱，在1000-1200r/min條件下充分攪拌，直至混合物溫度達到110-120℃後將混合完成的物料放入冷混設備中，在400-500r/min的條件下繼續混合，直至物料溫度下降到40-50℃；(2)將混好的物料放入擠出機的料斗中進行擠出，制備得到所述pvc管材。優選地，所述步驟(2)中，擠出機溫度為：一區180℃-185℃、二區180℃-185℃、三區175℃-180℃、四區170℃-175℃和五區165℃-170℃；機頭加熱區溫度分段控制為：190℃-200℃和205℃-210℃。與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明採用含氯偶聯劑對納米二氧化硅和導熱填料進行表面改性處理，改性後的納米二氧化硅和氧化石墨烯作為pvc管材的改性填料，能夠有效提高納米二氧化硅和導熱填料在pvc樹脂基體中的分散性，同時使得pvc管材兼具良好的導電、導熱以及耐磨性能。本發明的pvc管材制備工藝簡便，在地網導電，電力電網導管等方面有巨大的潛在應用價值。具體實施方式為更好地說明本發明的目的、技術方案和優點，下面將結合具體實施例對本發明進一步說明。本領域技術人員應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例中，所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法，所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。實施例1-6實施例1-6的導電導熱耐磨pvc管材的組成成分如表1所示，其中，實施例1-6的導電導熱耐磨pvc管材的制備方法包括以下步驟：(1)將各組分按比例放入高速混合機中逐漸加熱，在1000-1200r/min條件下充分攪拌，直至混合物溫度達到110-120℃後將混合完成的物料放入冷混設備中，在400-500r/min的條件下繼續混合，直至物料溫度下降到40-50℃；(2)將混好的物料放入擠出機的料斗中進行擠出，制備得到所述pvc管材，其中，擠出機溫度為：一區180℃-185℃、二區180℃-185℃、三區175℃-180℃、四區170℃-175℃和五區165℃-170℃；機頭加熱區溫度分段控制為：190℃-200℃和205℃-210℃。對比例1-2對比例1-2的導電導熱耐磨pvc管材的組成成分如表1所示，其中，對比例1-2的導電導熱耐磨pvc管材的制備方法包括以下步驟：(1)將各組分按比例放入高速混合機中逐漸加熱，在1000-1200r/min條件下充分攪拌，直至混合物溫度達到120℃後將混合完成的物料放入冷混設備中，在500r/min的條件下繼續混合，直至物料溫度下降到40-50℃；(2)將混好的物料放入擠出機的料斗中進行擠出，制備得到所述pvc管材，其中，擠出機溫度為：一區180℃-185℃、二區180℃-185℃、三區175℃-180℃、四區170℃-175℃和五區165℃-170℃；機頭加熱區溫度分段控制為：190℃-200℃和205℃-210℃。表1對實施例1-6和對比例1-2制備得到的導電導熱耐磨pvc管材進行導電、導熱和耐磨性能分別按照iso8031-2009、gbt10297-2015、gb/t1768-2006進行測試，結果如表2所示。表2導電率(×10-3)/(s/m)導熱系數(w/mk)磨損量/g實施例12.60.541.64實施例26.70.631.32實施例35.10.481.14實施例4130.420.97實施例5160.860.89實施例617.20.970.78對比例10.20.361.98對比例214.50.520.90由表1結果可知，與對比例1-2相比，實施例1-6採用msds對納米二氧化硅和導熱填料進行表面改性處理，並將改性後的納米二氧化硅和氧化石墨烯作為pvc管材的改性填料，明顯提高了pvc管材的導電、導熱和耐磨性能。對比實施例5、6結果可知，通過控制msds在填料上的接枝率，使得改性後的填料在pvc樹脂中具有更好的分散性，形成緻密的導電導熱網路體系。本發明的導電導熱耐磨pvc管材可選擇添加以下重量份的組分：穩定劑2-3.5份、加工助劑1-2份和潤滑劑1-1.5份，在該范圍內，有助於改善材料的可加工性和成型性，但對材料的導熱、導電和耐磨性影響不大。最後所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。當前第1頁1 2 3

Ⅷ 　硅灰石（Wollastonite）

一、概述

硅灰石是一種天然產出的偏硅酸鈣（Ca₃[Si₃O₉]），理論化學成分CaO48.3%、SiO₂51.7%。其中的Ca²⁺離子易被少量的Fe²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺等離子呈類質同象形式替代。硅灰石有三種同質多象變體：兩種低溫相變體，即三斜晶系硅灰石和單斜晶系副硅灰石；一種高溫相即假硅灰石。硅灰石與假硅灰石的轉化溫度為（1120±20）℃，轉化較緩慢，隨著溫度升高，轉化時間將明顯縮短。自然界常見的硅灰石主要是低溫三斜硅灰石，其他兩種象變體很少見。

硅灰石晶體沿b軸多發育為柱狀、針狀，其長度與直徑比值即長徑比為（10～7）:1，比值高的可達（15～13）:1。硅灰石熱膨脹特點是沿b軸膨脹系數（25～800℃為6.5×10^-6℃^-1）低，膨脹隨溫度改變呈線性變化。假硅灰石的熱膨脹系數為11.8×10^-6℃^-1，明顯高於硅灰石的熱膨脹系數。因此在硅灰石質陶瓷的燒成過程中應避免硅灰石向假硅灰石的轉變。硅灰石的物理－化學性質見表3-6-1。

表3-6-1硅灰石的主要物化性質

在高溫加熱條件下，硅灰石的化學性質活潑，可與高嶺石等礦物發生固相反應，與陶瓷工業有關的反應包括：

河南省非金屬礦產開發利用指南

河南省非金屬礦產開發利用指南

由於硅灰石具有針狀晶體、低熱膨脹系數、低吸油率、色白、絕緣性好、高溫化學性質活潑等特點，使其應用在陶瓷工業、填料工業等領域中。

二、資源概況和礦石類型

1.資源概況

硅灰石的成因類型有五種，其中有工業價值的是接觸變質類型和區域變質作用類型。接觸變質生成的硅灰石產於岩漿侵入體與碳酸鹽岩的接觸帶，由SiO₂和CaCO₃反應而成。區域變質作用生成的硅灰石是由含鈣質的岩層如石灰岩、大理岩經區域變質作用形成。

目前世界各國已查明的硅灰石儲量約2億噸，遠景儲量約4億噸。在20多個硅灰石產出國中，美國、印度和墨西哥三國硅灰石礦總儲量約佔世界已探明總儲量（不包括中國）的三分之二。

美國紐約州阿迪龍朗克山北東側是世界硅灰石重要產地，在該州的威爾斯博羅地區有福克斯諾爾、劉易斯和狄爾赫德三個主要礦床。

墨西哥的硅灰石礦床主要產在薩卡特卡斯和恰帕斯兩個州。

印度的硅灰石主要產在拉賈斯坦邦和中央邦，其中有的礦床礦石品位高達96%～97%。

我國的硅灰石礦資源豐富，遠景儲量為0.5億～1.0億噸，探明儲量僅次於印度，居世界第二位。我國硅灰石產地比較集中，主要分布在吉林省，佔全國總儲量44.7%，江西省佔17%，青海佔13.4%，遼寧佔10.3%，其他主要分布在湖北、安徽、浙江、江蘇、雲南、福建等省。我國硅灰石礦成礦條件好，礦體規模大，成分簡單，較富。吉林梨樹大頂山硅灰石礦床是我國目前規模最大的礦床。此外，吉林磐石長崴子硅灰石礦床，湖北大冶小箕鋪硅灰石礦床規模也較大。

硅灰石礦床的一般工業要求見表3-6-2，開采技術條件見表3-6-3。

表3-6-2硅灰石礦床一般工業指標

註：①視礦石質量優、差取上、下限；②手選礦石塊度要求，暫按直徑≥4cm計。

表3-6-3硅灰石礦床開采技術條件

2.礦石類型

硅灰石礦石類型主要有大理岩型和夕卡岩型兩大類。美國的威爾斯鮑羅、劉易斯、格爾赫德硅灰石礦，印度別爾卡巴赫硅灰石礦等是夕卡岩型。墨西哥拉布蘭卡硅灰石礦，芬蘭拉彭蘭塔硅灰石礦等是大理岩型。我國主要硅灰石礦石類型見表3-6-4。國內外部分硅灰石的化學成分分析見表3-6-5。

表3-6-4我國主要硅灰石礦石類型

三、硅灰石的主要用途及質量標准

由於硅灰石具有許多優異的物化性質，使其被廣泛應用於陶瓷工業、化學工業、冶金工業等各工業部門（見表3-6-6）。

迄今為止，硅灰石主要應用於陶瓷工業。其中又以作釉面磚為主，以及生產特種的無線電陶瓷和低介電損耗絕緣體陶瓷等。硅灰石之所以成為陶瓷的重要原料，是由下列因素決定的。

在傳統生產陶瓷工藝中，是以鋁硅為主要體系的原料，生成的物相以莫來石為主。需採用高溫（1250～1300℃）、長周期（30h以上）的燒成工藝。在坯體中加入一定量的硅灰石，構成了以硅－鋁－鈣為主要成分的低共熔體系，生成的物相主要是鈣長石。硅灰石同時是助熔劑，降低了坯體的老化點，整個坯體的快速燒結物均勻一致。因此，硅灰石降低了陶瓷生產的燒成溫度，縮短了燒成時間。

表3-6-5國內外部分硅灰石的化學成分分析

表3-6-6硅灰石的主要用途

硅灰石的針狀晶體為生坯提供水分快速排出的通道，乾燥速度加快，從而易壓製成型，不分層。焙燒時，硅灰石針狀體的不熔殘渣構成了阻止坯體體積變化的緻密骨架，冷卻時，燒結料結晶將它們之間的針狀體牢固粘接。坯體具有多孔和網狀結構。硅灰石低的熱膨脹系數和線性膨脹的特點，有利於坯體抗熱沖擊。

美國、原蘇聯等國都已對硅灰石在釉面磚上的應用進行了大量的研究工作。美國年產硅灰石約6萬～7萬t，其中一半用於釉面磚生產。以硅灰石為主要原料的釉面磚，實現低耗能低溫快燒的新工藝，可節省燃料約30%～50%，被譽為節能原料。

在冶金工業中，硅灰石主要用作生產模鑄硅鋼保護渣和板坯連鑄保護渣。武漢鋼鐵公司鋼鐵研究所等單位研製的以硅灰石為主要原料的保護渣，可替代從日本進口的「浮光40」保護渣。以天然硅灰石為基料板坯連鑄粉狀和顆粒狀保護渣，具有化學性質十分穩定，含Al₂O₃很低的特徵，能起到穩定連鑄操作和改善連鑄坯質量的作用。

硅灰石作為電焊條葯皮配料，在電焊工業中得到應用，特別適合用來製造高鈦型低炭鋼電焊條。硅灰石微粉和超細微粉被用於塑料、橡膠、造紙、油漆工業中作填料和塗料，不僅降低了產品成本，而且明顯改善了產品的物理－化學性能，尤其是機械力學性能。預計今後作工業填料和塗料用的硅灰石微粉和超細微粉用量將以每年10%的速度增加。

目前我國僅國家建材局於1994年頒布了硅灰石產品質量標准，標准號為JC/T535-94。一些主要的硅灰石產區或企業根據用戶要求制定了一些地方或企業標准。

陶瓷、油漆、塗料、冶金、電焊條等應用領域對硅灰石產品質量要求分別見表3-6-7～表3-6-10。

吉林梨樹硅灰石礦業公司出口硅灰石塊礦和針狀硅灰石粉質量標准見表3-6-11和表3-6-12。

表3-6-7陶瓷工業用硅灰石產品的質量要求

註：建築陶瓷用硅灰石，一般要求硅灰石礦物含量＞60%。

表3-6-8油漆、塗料用硅灰石產品質量要求

表3-6-9冶金保護渣用硅灰石產品質量要求

表3-6-10電焊條工業對硅灰石產品質量要求

表3-6-11吉林梨樹硅灰石礦業公司出口硅灰石塊礦質量標准

表3-6-12H-G系列針狀硅灰石粉

吉林四平市硅灰石企業標准（吉Q/SS₁24-85）適用於油漆塗料、塑料、橡膠、陶瓷等行業，見表3-6-13～表3-6-15。

表3-6-13吉林四平市硅灰石產品規格

表3-6-14吉林四平市硅灰石的技術要求

表3-6-15吉林四平市塗料級硅灰石粉的技術要求

註：以上產品指標，可根據用戶特殊要求，雙方協商。

湖北大冶非金屬礦公司的硅灰石產品質量標准見表3-6-16。國外硅灰石一般工業要求見表3-6-17。美國出售硅灰石的粒度要求見表3-6-18。

表3-6-16湖北大冶非金屬礦公司硅灰石產品質量標准

表3-6-17國外硅灰石一般工業要求

表3-6-18美國出售硅灰石的粒度要求

四、硅灰石礦石的選礦和超細粉碎

1.硅灰石礦石的選礦提純

硅灰石屬接觸變質礦物，與其共生的主要礦物有方解石、透輝石、石榴子石、透閃石、符山石、石英、黃銅礦、斑銅礦等，硅灰石的選礦方法隨著礦石類型不同而有所不同。手選、光電揀選、磁選、浮選、重選等方法廣泛應用於硅灰石的加工工藝中。硅灰石的主要選礦方法和原則流程見表3-6-19和表3-6-20。

列舉兩個實例說明硅灰石礦石的選礦。

表3-6-19硅灰石的主要選礦加工方法

表3-6-20硅灰石的主要選礦工藝原則流程

例1梨樹硅灰石礦的選礦工藝

該礦位於吉林省梨樹縣內。礦石中硅灰石含量為46.50%，方解石41.23%，透輝石3.49%，石英6.67%。在礦石中，硅灰石晶體內有透輝石和石英包體，方解石則呈不規則狀分布於硅灰石顆粒及其裂隙之間。根據原礦性質，採用單一浮選流程選別硅灰石。根據硅灰石與方解石、石英的可浮性不同，採用反浮選方法對硅灰石進行選別，選礦流程見圖3-6-1。

圖3-6-1梨樹硅灰石礦連選試驗流程

方解石精礦含方解石95.71%，產率38.78%；硅灰石精礦含硅灰石87.20%，產率44.48%。

例2威爾斯鮑羅硅灰石選礦廠

選礦廠位於美國紐約州威爾斯鮑羅。礦石主要礦物組成為硅灰石、鈣鐵石榴子石、透輝石、少量方解石。礦石中硅灰石含量為55%～65%，鈣鐵石榴子石和透輝石的含量為10%～20%。根據礦石性質，採用單一強磁選工藝流程使硅灰石和鈣鐵榴石及透輝石分離。工藝流程見圖3-6-2。

2.硅灰石的超細粉碎

圖3-6-2威爾斯鮑羅硅灰石選礦流程

硅灰石作為高檔無機工業填料，必須深加工成針狀超細粉料。國外多採用氣流磨對硅灰石精礦進行超細粉碎，產品中高長徑比、高比表面的粉量增多。80年代末，吉林梨樹硅灰石礦業公司從Alpine公司引進兩台630AFG流化床式氣流粉碎機，用於生產-10μm的硅灰石超細微粉。隨後，該公司與武漢工業大學合作，實現了這種設備國產化，研製成與630AFG性能相同的LPM-680氣流磨，並建成了年產200t的超細硅灰石粉生產線，生產線工藝流程見圖3-6-3。給料粒度325目，產量280.6kg/h,10μm通過率97.7%。

硅灰石超細粉碎產品有800、1250、2500目等。也可以根據用戶的需要加工出平均粒度為10、5、2、1μm級的產品。

五、硅灰石粉料的表面改性

圖3-6-3超細硅灰石生產線工藝流程

1—顎式破碎機；2—傳送帶；3—顎式破碎機；4—除塵器；5—提升機；6—料倉；7—風機；8—提升機；9—料倉；10—磨機；11—旋流分級機；12一風機；13—提升機；14—料倉；15—風送系統；16—料倉；17—螺旋輸送機；18—空壓機；19—冷凝器；20—儲氣罐；21—LPM氣流磨；22—收集器；23—風機

粉體表面改性（Surface modification or Surface treatment）是指用物理、化學、機械等方法對粉體物料表面進行處理，根據應用的需要有目的地改善或完全改變物料的物理技術性能或表面物理化學性質，如表面晶體結構和官能團、表面能、表面潤濕性、表面吸附和反應特性等，以滿足現代新工藝和新技術發展對新材料的需要。粉體的表面處理改性既是一門新技術，又是一門新學科。對於非金屬礦物，表面改性能提高其使用價值和開拓應用領域，是最重要的深加工技術之一。

在塑料、橡膠、膠粘劑等高分子材料工業及復合材料領域中，無機礦物填料佔有很重要的地位，不僅可以降低生產成本，而且明顯改善產品的物理化學性能，如機械力學性能、阻燃性、絕緣性等。但是由於無機礦物與基質，即有機高聚物或樹脂等具有不同的膨脹系數、表面張力、抗彎模數等性質，在二者接觸處，明顯表現出不相容性，因此接觸界面是最薄弱的部位，易發生分離。由於相容性差，無機礦物填料難以在基質中均勻分散，直接或過多地填充往往容易導致產品的某些力學性能下降以及易脆化等缺點。因此，用無機礦物作填料，除了對其粒度、粒度分布、顆粒形狀有要求外，還必須對礦物填料表面進行改性，提高其與基質，即有機高聚物或樹脂的相容性和分散性，以增強產品的機械強度和綜合性能。

用來對礦物表面進行改性的化學試劑稱為表面改性劑。表面改性劑分為無機試劑和有機試劑兩大類。無機試劑主要是一些無機顏料，如鐵、鈦、鉻等的氧化物或含氧鹽等。有機表面改性劑的種類較多，主要包括偶聯劑類、脂肪酸（或胺）類、烯烴低聚物類以及各種樹脂類等。由於礦物填料的種類不同，改性目的不同，所選用的表面改性劑亦不同。

1.礦物填料的有機表面改性劑

1）偶聯劑

又稱為架橋劑，是一種具有兩性結構的物質。它們分子中的一部分基團可與礦物填料表面的各種化學基團反應，形成強有力的化學鍵合；另一部分基團則有親有機物的性質，可與有機高分子發生化學反應或形成物理纏繞，在無機礦物與有機高分子之間形成具有特殊功能的「分子橋」，從而把兩種性質差異很大的材料牢固結合起來，形成新型的復合材料。

偶聯劑是目前應用最廣泛的表面改性劑，它適用於各種不同的有機高分子和無機礦物填料的復合材料體系。經偶聯劑進行表面處理的無機礦物填料，抑制了填充體系「相」的分離，即使增加填充量，仍可較好地均勻分散，從而改善了製品的綜合性能，特別是抗張強度、沖擊強度、柔韌性和撓曲強度等。按偶聯劑的化學結構可分為硅烷類、鈦酸酯類、鋯類和有機鉻絡合物四大類。下面簡要介紹前三類。

（1）硅烷偶聯劑硅烷偶聯劑是研究得最早應用最廣的偶聯劑，是由美國聯合碳化物公司為發展玻璃纖維增強塑料而開發出來的，至今已有40年的歷史。

硅烷偶聯劑是一類具有特殊結構的低分子有機硅化合物。其通式為RSiX₃，式中R代表與聚合物分子有親和力或反應能力的活性官能團，如氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基、甲基、丙烯醯氧基等；X代表能夠水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基）或氯。在進行偶聯時，X基首先水解形成硅醇，然後再與礦物表面上的羥基反應，形成氫鍵並縮合成—SiO—M共價鍵（M表示無機礦物填料表面）。同時，硅烷各分子的硅醇又相互締合齊聚，形成網狀結構的膜覆蓋在填料表面，使無機填料有機化。現以甲氨基硅烷偶聯劑為例，其偶聯作用過程為：

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偶聯劑的另一端的R可與聚合物發生反應形成牢固的化學鍵合。這種化學反應取決於R基的性質和樹脂的種類。以環氧硅烷為例，與環氧樹脂反應

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硅烷偶聯劑可用於許多無機礦物填料的表面改性，其中對含硅酸成分較多的石英粉、玻璃纖維、白碳黑等的效果最好，對高嶺土、水合氧化鋁效果也較好，對不含游離酸的碳酸鈣效果欠佳。硅烷偶聯劑產品牌號和品種分類見表3-6-21。

表3-6-21硅烷偶聯劑產品牌號和品種分類

續表

續表

（2）鈦酸酯偶聯劑鈦酸酯偶聯劑是美國肯里奇（Kenrich）石油化學公司70年代開發成功的一類新型偶聯劑。它有獨特的結構，對熱塑性聚合物與乾燥填料有良好的偶聯效能。

鈦酸酯偶聯劑的分子結構分為6個功能區，每個功能區都有其特點，在偶聯過程中發揮各自的作用。

鈦酸酯偶聯劑的通式和6個功能區：

偶聯無機相·親有機相

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式中：1≤M≤4,M+N≤6；R—短碳鏈烷烴基；R′—長碳鏈烷烴基；X—C、N、P、S等元素；Y—羥基、氨基、環氧基、雙鍵等機團。

各功能區說明如下：功能區1[（RO）_M—]—與無機填、顏料偶聯作用的基團；

功能區2（Ti—O……—）—酯基轉移和交聯功能；

功能區3（X—）—聯結鈦中心帶有功能性的基團；

功能區4（R—）—長鏈的糾纏基團——適用於熱塑性樹脂；

功能區5（Y—）一固化反應基團——適用於熱固性樹脂；

功能區6（N—）—非水解基團數。

（RO）_M為鈦酸酯與礦物填料進行化學鍵合的官能團，它可與礦物表面結構水和H⁺作用，形成包圍礦物的單分子層。Ti—O部分為鈦酸酯的有機骨架，可與聚合物的羧基之間進行相互交換，起酯基和烷基轉移和交聯作用。X部分是和分子核心鈦結合的基團，對鈦酸酯的性質有重要影響，具體可分為磷酸酯、五磷酸酯、羧基酸、磺酸基等。

鈦酸酯偶聯劑按其化學結構可分為三種類型：單烷氧基型、螯合型和配位型。

單烷氧基型這一類品種最多，價格適中，廣泛應用於塑料、橡膠、塗料、膠粘劑工業。這類偶聯劑的典型是三異硬脂醯基鈦酸異丙酯（TTS）。除含乙醇胺基和焦磷酸酯基的單烷氧基型外，大多數品種耐水性差，適用於不含游離水，僅含化學鍵合水和物理鍵合水的乾燥礦物填料體系，如碳酸鈣、水合氧化鋁等。單烷氧基鈦酸酯與無機填料的作用機理見圖3-6-4。

圖3-6-4單烷氧基鈦酸酯與無機填料的作用機理

焦磷酸型鈦酸酯偶聯劑耐水性好，適用於中等含水的無機填料，如高嶺土、滑石粉等。焦磷酸型鈦酸酯處理濕填料的吸濕機理見圖3-6-5。

圖3-6-5焦磷酸型鈦酸酯處理濕填料的吸濕機理

螯合型這類偶聯劑適用於高濕無機填料和含水聚合物體系，如高嶺土、滑石粉、水處理玻璃纖維、炭黑等。一般的單烷氧基型鈦酸酯水解穩定性差，在高濕體系中偶聯效果差。螯合型鈦酸酯偶聯劑具有極好的水解穩定性，適於在高濕狀態下使用。根據螯合環的不同，這類偶聯劑分為兩種基本類型：螯合100型和螯合200型。前者螯合基為氧代乙醯氧基；後者螯合基為二氧乙撐基。它們的偶聯機理見圖3-6-6和圖3-6-7。

圖3-6-6螯合100型與填料的偶聯機理

圖3-6-7螯合200型與填料的偶聯機理

配位體型四價鈦酸酯在一些體系中存在副反應，如在環氧樹脂中與羥基反應，在聚酯中的酯交換反應等。配位體型鈦酸酯中的鈦原子由4價鍵轉變為6價鍵，降低了鈦酸酯的反應活性，提高了耐水性。因此，配位體型鈦酸酯偶聯劑可在溶劑型塗料或水性塗料中使用。配位體型鈦酸酯偶聯劑與填料的偶聯機理見圖3-6-8。

圖3-6-8配位型偶聯劑與填料的作用機理

國內外鈦酸酯偶聯劑主要品種見表3-6-22。

表3-6-22國內外鈦酸酯偶聯劑主要品種對照

（3）鋯鋁酸鹽偶聯劑鋯類偶聯劑是美國Cavedon化學公司於80年代開發的一類新型偶聯劑，其商品名稱為「CavcoMod」，它是以水合氯化氧鋯（ZrOCl₂·8H₂O）、氯醇鋁（Al₂OH₅Cl）、丙烯醇、羧酸等為原料合成的。鋯鋁酸鹽偶聯劑分子中含有兩個無機部分和一個有機功能配位體。由於分子中無機特性部分的比重大，因此具有更多的無機反應點，使偶聯劑有良好的羥基穩定性和水解穩定性。根據分子中的金屬含量（即無機特性部分的比重）和有機配位基的性質，將已商品化的鋯鋁酸鹽偶聯劑分為7類（見表3-6-23），分別適用於聚烯烴、聚酯、環氧樹脂、尼龍、丙烯酸類樹脂、聚氨酯、合成橡膠等不同的聚合物，對於礦物填料，可用於碳酸鈣、二氧化硅、高嶺土、三水合氧化鋁、氧化鈦等的偶聯改性。鋯鋁偶聯劑性能較好，價格較便宜，在很多情況下可代替硅烷偶聯劑。

表3-6-23鋯類偶聯劑（Cavco Mod）的品種

2）高級脂肪酸及其鹽類改性劑

（1）高級脂肪酸及其鹽類高級脂肪酸屬於陰離子表面活性劑，其分子通式為RCOOH。分子的一端為長鏈烷基（C₁₆～C₁₈），這種結構與聚合物分子結構相近似，尤其是與聚烯烴分子結構相近，因而與聚合物基料有一定的相容性。分子的另一端為羧基或其金屬鹽，可與礦物填料表面發生一定的化學反應和物理吸附。因此，用高級脂肪酸及其金屬鹽處理礦物填料時，具有類似於偶聯劑的作用。

常用的高級脂肪酸及其金屬鹽類的表面改性劑有硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等。高級脂肪酸的胺類、酯類與其金屬鹽類近似，亦可作表面改性劑。

（2）不飽和有機酸類不飽和有機酸分子具有一個或多個不飽和雙鍵及一個或多個羥基，碳原子數一般在10個以上。常見的不飽和有機酸有丙烯酸、馬來酸、衣康酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。帶有不飽和雙鍵的有機酸，對含鹼金屬離子的礦物填料進行表面改性，具有良好的處理效果。由於分子中存在不飽和雙鍵，在和基體樹脂復合時，在殘余引發劑或熱能、機械能作用下，雙鍵打開，與基體樹脂發生「接枝」、交聯等一系列化學反應，使礦物填料與樹脂較好地結合在一起，提高了產品的物理機械性能。

3）有機低聚物

（1）聚烯烴低聚物聚烯烴低聚物主要品種有無規聚丙烯和聚乙烯蠟。聚烯烴低聚物有較高的粘附性能，可以和無機填料較好地浸潤、粘附、包裹。同時因為基本結構和聚烯烴相似，能與聚烯烴很好地相容結合。因此，聚烯烴低聚物廣泛應用於聚烯烴類復合材料中無機填料的表面處理。

（2）聚乙二醇用聚乙二醇包覆處理硅灰石可顯著改善聚丙烯（PP）缺口的沖擊強度和低溫性能。

2.表面改性劑的選擇及用量

目前市場上已有幾百種表面改性劑供選擇，其選擇過程是一個復雜的過程。對於同一種無機礦物填料，影響其填充效果的主要因素有顆粒的形狀、粒徑大小和粒度分布、填料表面性質等。填料的粒徑越小，其補強效果越好。如用325目和2500目碳酸鈣作半硬質PVC填料，後者比前者強度提高30%。纖維狀、片狀填料有助於提高製品的機械強度。在填料粒徑、形狀確定的情況下，考查填料表面改性效果的主要判據是填料與有機聚合物基體結合的牢固程度、填加量的多少，產品的各種物理－化學性能是否提高了等。這些與表面改性劑的選擇和表面改性工藝過程有關。表3-6-24列出了各種表面改性劑的適用范圍。

表3-6-24表面改性劑的適用范圍

表面改性劑的用量一般為無機填料量的0.5%～3%。對於某些偶聯劑類，可通過計算得到理論加入量。以硅烷偶聯劑為例，計算公式為：

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式中：W為硅烷偶聯劑用量（g）；W₁為欲改性的礦物填料重量（g）；S₁為礦物填料的比表面積（m²/g），可實測獲得；S₂為偶聯劑的最小包裹面積（m²/g），由生產廠家提供。

表3-6-25給出了KH系列硅烷偶聯劑的最小包覆面積。

表3-6-25KH系列硅烷偶聯劑最小包覆面積

在生產和試驗中主要採用「活化指數」來表徵表面處理的效果。無機礦物填料或顏料粉體相對密度較大，而且表面呈極性狀態，在水中自然沉降。經表面改性處理後的無機填料粉體表面由極性變為非極性，對水呈現出較強的非浸潤性，不沉降。根據上述現象，提出「活性指數」，用H表示，其含義為：

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由上式可見：未經表面活化處理的無機粉體，H=0，活化處理最徹底時，H=1.0,H變化范圍為0～1.0。將改性樣品放入清水中攪拌10min，然後觀察是否有沉澱和沉澱多少，如果在2天內無沉澱或沉澱很少，說明改性成功。改性劑的用量可根據「活化指數」來確定。最佳用量應是表面改性劑在顆粒表面上覆蓋單分子層的用量。大於此量，則將形成多層物理吸附的界面薄弱層，從而導致填充物的強度下降；低於最佳用量，則填料顆粒表面改性處理不完全。

液態表面改性劑使用前應稀釋，固態表面改性劑應配製成溶液。由於硅烷偶聯劑與水的作用是偶聯作用的基礎，大部分硅烷經水解後成為水溶液。因此，常用水作稀釋劑配成溶液使用。一般採用酸性溶液水解硅烷，常用的酸有鹽酸、醋酸、月桂酸等。對於水解產物易縮合的硅烷，其水溶液應在使用前臨時配製。

鈦酸酯偶聯劑用惰性溶劑，如白油、石油醚、變壓器油等稀釋，配成一定濃度的溶液。

鋯類偶聯劑的溶劑見表3-6-23。

用丙酮溶解硬脂酸製成溶液。

3.礦物填料表面改性工藝及設備

對礦物填料表面進行改性的方式有兩種。一種是礦物填料預先塗敷處理改性工藝，在填料與樹脂基料混合之前，先對礦物填料表面改性。另一種是所謂的整體處理工藝，將礦物填料和改性劑一起加入到樹脂基料中進行混合處理。

預先塗敷處理改性工藝所用的主要設備是高速混合（捏合）機（圖3-6-9）。

圖3-6-9高速混合（捏合）機結構

1—回轉蓋；2—混合鍋；3—折流板；4—攪拌葉輪；5—排料裝置；6—驅動電機；7—機座

高速混合機工作時，高速旋轉的葉輪使物料連續地螺旋狀上、下運動，物料運動速度很快。快速運動著的顆粒之間相互碰撞、摩擦，使團塊破碎，物料溫度相應升高，使物料均勻分散和對改性劑均勻吸附。工作原理見圖3-6-10。

高速混合機的改性效果主要與葉輪的形狀和回轉速度、物料的溫度、物料在混合室內的充滿程度（即填充率）、混合時間、改性劑的加入方式和用量等因素有關。

填充率一般為0.5～0.7，對於高位式葉輪，填充率可達0.90

溫度是影響最終改性效果的重要因素之一，對於不同的礦物填料和所用的表面改性劑，加熱溫度高低也不同。

圖3-6-10高速混合（捏合）機的工作原理

1—回轉蓋；2—外套；3—折流板；4—葉輪；5—驅動軸；6—排料口；7—排料氣缸；8—夾套

部分國產高速混合機主要技術參數見表3-6-26。

表3-6-26部分國產高速加熱混合（捏合）機主要技術參數及生產廠家

4.硅灰石填料

重碳酸鈣、重晶石、滑石、硅灰石等被稱為白色非金屬礦物顏料、填料。其中，由於硅灰石具高長徑比和色澤白的特點，使其成為白色非金屬礦物填料的佼佼者。用經硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑表面改性的硅灰石粉料作填料，可明顯改善產品的性能。如作聚碳酸脂填料，其彈性模量是未填充時的3倍，強度大約增加15%，填充到聚乙烯、聚丙烯中，產品的拉伸強度、彎曲強度等機械力學性能明顯提高。表3-6-27和表3-6-28列出了硅灰石充填PVC硬板和尼龍1010的性能。

表3-6-27硅灰石充填PVC硬板性能

表3-6-28不同礦物填充尼龍1010性能對比

西北油漆廠用硅灰石粉代替部分鈦白粉或滑石粉，成功地應用到塗料中。

主要參考文獻

[1]《非金屬礦工業手冊》編輯委員會，非金屬礦工業手冊（上、下冊），冶金工業出版社，1992。

[2]鄭水林，粉體表面改性.中國建材工業出版社，1995。

[3]李英堂等，應用礦物學，科學出版社，1995。

[4]孫寶岐等，非金屬礦深加工，冶金工業出版社，1995。

[5]《礦產資源綜合利用手冊》編輯委員會，礦產資源綜合利用手冊，科學出版社，2000。

[6]劉伯元，硅灰石深加工及其產品在塑料中的應用，非金屬礦，1997.3期，P21～24。

[7]李曉琴等，硅灰石質瓷質坯體焙燒過程物相變化研究，非金屬礦，1999.1期，P12～13。

Ⅸ 什麼是偶聯劑

相信對PVC製品廠家來說，偶聯劑並不陌生。偶聯劑的用處大，填充材料在偶聯劑的作用下，能與PVC表現出良好的整體性。下面我們來了解其相關信息。

偶聯劑大致可分為硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯、稀土表面改性劑等幾類。

偶聯劑對提高PVC—碳酸鈣體系的沖擊強度有很大幫助，是相同配比未經偶聯劑處理配方的4～9倍。也有報道，加有偶聯劑，並填充了25%碳酸鈣的硬質PVC管材配混料，將在其擠出性能上有所改進，其沖擊強度也比不添加好。將0.5%偶聯劑加入一種軟質PVC配料中，就能使碳酸鈣填料量大為增加，從每100份樹脂添加100份碳酸鈣增加到每100份樹脂添加150份碳酸鈣，且其物理性能不變。

實際生產中，偶聯劑處理是針對填充劑進行的，比如對碳酸鈣的偶聯處理是由填料生產廠家完成的。進行配方設計時一般不涉及偶聯劑的選取，只是根據性能和成本，選擇經過不同方式和偶聯劑處理的填充劑。

Ⅹ 紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯塗料的資料

目前用於裝飾的玻璃塗料主要是溶劑型的自乾漆和烤漆 , 存在溶劑揮發 , 污染嚴重 , 且固化時間長的缺點。紫外光固化塗料具有固化速率快、能耗低、污染低等優點 , 近年來在塑料、紙張、木材、金屬、皮革等的表面塗裝、罩光方面發展迅速 [ 1 ] 。本文研製的光固化玻璃塗料使用聚氨酯丙烯酸酯作為預聚物 , 配合單體 , 通過配方優化 , 得到性能優良的光固化玻璃塗料。

1 實驗部分

1. 1 原材料及儀器設備

實驗所用的預聚物聚氨酯丙烯酸酯、三縮丙二醇二丙烯酸酯 ( TPGDA) 、己二醇二丙烯酸酯 (HDDA) 、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 (TMPTA) 、光引發劑 1173, 均為東莞貿橋公司提供。 2 kW 高壓汞燈 , 市售 ; 0 ～ 100 μ m 濕膜制備器 , 上海現代環境工程有限公司出品。

1. 2 塗膜的制備

將聚氨酯丙烯酸酯、稀釋單體、光引發劑和其他助劑按一定比例混合 , 用分散機分散均勻。選用 100 mm × 50 mm × 2 mm 的玻璃試片 , 先用乙酸乙酯清洗玻璃表面 , 然後用濕膜制備器塗布在試片上 , 膜厚約為 100 μ m 。用 2 kW 的高壓汞燈照射一定時間 , 使其固化成膜。 由於玻璃表面非常光滑 , 一般塗料很難在其表面附著 , 必須添加合適的附著力促進劑 [ 4 ] 。如果塗料體系中沒有添加附著力促進劑 , 無論怎麼配比 , 固化後的塗膜附著力都非常差 , 劃格後用粘膠帶撕下時 , 漆膜全部脫離玻璃表面。所以選用合適的附著力促進劑就顯得尤為重要。目前市場上的附著力促進劑主要有 3 大類。第一類為樹脂類附著力促進劑 ; 第二類為硅烷偶聯劑類附著力促進劑 ; 第三類為鈦酸酯偶聯劑類附著力促進劑。選用不同種類的附著力促進劑 , 添加量都為 0 1 5% 時 , 從表 3 可以看出硅烷類的效果明顯優於其他兩種。一般認為無機底材親水的極性表面在環境中極容易吸附上一層水膜 , 當加有少量硅烷偶聯劑的塗料 , 在塗布施工後 , 硅烷向塗料與底材的界面遷移 , 此時遇到無機表面的水分 , 可水解生成硅醇基 , 進而和玻璃表面上的羥基形成氫鍵或縮合成 Si — O — Si 共價鍵 [ 5 ] , 使漆膜能在玻璃表面產生優良的附著力。 3 結 論

(1) 單體對體系的影響是非常重要的 , 在綜合考慮附著力、固化速度、表面硬度等綜合性能的前提下 , 確定預聚物與單體的配比為 7 ∶ 3 ( 質量比 ) 。

(2) 選擇合適的硅烷偶聯劑和適當的添加量 , 可以大大提高漆膜在玻璃上的附著力。

(3) 在固定的輻射距離條件下 , 通過實驗 , 輻射時間以 30 s 為宜。

(4) 紅外光譜表明 , 聚氨酯丙烯酸酯塗料的固化機理為丙烯酸酯所含雙鍵的自由基聚合反應。