华欣美科 重晶石矿粉表面改性研究与应用

 

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华欣矿业专注于非金属矿物的勘查、开采、生产和销售,我们高度负责任地为用户提供高品质的产品,同时兼顾企业长期发展与环境保护的责任。

1、前言

重晶石是一类重要的含钡矿物,具有密度大、化学性质稳定的特点,应用于许多工业部门[1]。重晶石是我国的优势矿产,我国重晶石探明储量已达3.64亿t,全国重晶石矿建成规模达420万t。目前,我国工业上利用的重晶石,主要是初级产品,即破碎成200目和325目后用作填料。由于无机矿物与有机聚合物在化学结构和物理形态上存在差异,两者的表面性质不同导致其相容性和亲和性会有差别。

用作填充料时,很难均匀分散而影响复合材料的机械性能并难以发挥无机填料的功能性、表面活性和小尺寸等优良特性。无机矿物表面改性,是选用适宜的偶联剂作用于无机矿物表面,通过化学反应或物理包覆使矿物表面由亲水性变为疏水性,增强与有机高聚物的相容性、亲和力,并提高其分散性。

重晶石超细粉用作工业填充剂,经表面活化处理后,用作白色增量剂[ 2 ] ,可替代沉淀硫酸钡化工产品,同时可替代白炭黑、立德粉和部分钛白粉。

2、实验部分

2.1原料与试剂

所用重晶石矿粉主要成分是硫酸钡(BaSO4),化学组成为:BaSO4 94.36%,Fe2O3含量0.274%,其他5.366%;密度为4.0~4.5g/cm3 ;白度为87.20%。

实验用的改性剂:硬脂酸和WD-60[γ-(2 ,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷];溶剂有无水乙醇、异丙醇。

2.2实验方法

硬脂酸改性重晶石超细粉:将硬脂酸溶于乙醇,再加入一定量经过干燥的重晶石超细粉,搅拌加热,反应30~60min后停止,得到硬脂酸改性重晶石超细粉。

W D - 6 0 改性重晶石矿超细粉:硅烷偶联剂分散在乙醇水溶液中,用冰醋酸调pH值至3.0~4.0,配好改性剂;调配好的改性剂加入三口烧瓶,再加入一定量经过干燥的重晶石超细粉末,加热搅拌,冷凝回流;反应3 0 m i n 后停止,冷却、过滤、真空干燥,得到硅烷偶联剂改性重晶石矿粉。

3、实验结果与讨论

活化指数常用来评价表面改性效果。活化指数的物理意义是改性前粉体表面呈极性状态,在水中自然沉降,活化指数H= 0 ;而改性后,粉体由极性变成非极性而漂浮在水面,活化指数0


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