粉體的表面改性主要是依靠表面改性劑在粉體顆粒表面的吸附、反應(yīng)、包覆或包膜來實(shí)現(xiàn)的。因此，表面改性劑對(duì)于粉體的表面改性或表面處理具有決定性的作用。

　　1、粉體表面改性劑的種類及適用對(duì)象

　　目前，市場(chǎng)上常用的表面改性劑主要有偶聯(lián)劑、表面活性劑、有機(jī)低聚物、不飽和有機(jī)酸、有機(jī)硅、水溶性高分子以及金屬氧化物及醇鹽。

　　（1）硅烷偶聯(lián)劑

　　品種：氨基硅烷（SCA-1113、SCA-1103、SCA-603、SCA-1503、SCA-602、SCA-613等）；環(huán)氧基硅烷（KH-560、SCA-403等）；硫基硅烷（KH-590、SCA-903、D-69等）；乙烯基硅烷（SCA-1603、SCA-1613、SCA-1623等）；甲基丙基酰氧基硅烷（SCA-503）；硅烷酯類（SCA-113、SCA-103等）。適用對(duì)象：石英、二氧化硅、玻璃纖維、高嶺土、滑石、硅灰石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、云母、葉蠟石、凹凸棒石、海泡石、電氣石等。

　　（2）鈦酸酯偶聯(lián)劑

　　品種：單烷氧基型（NDZ-101、JN-9、YB-203、JN-114、YB-201、T1-1、T1-2、T1-3等）；螯合型（YB-301、YB-401、JN-201、YB403、JN-54、YB404、JN-AT、YB405、T2-1、T3-1等）；配位型（KR-41B、KR-46等）。適用對(duì)象：碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氧化鈦、氧化鐵、滑石、硅灰石、重晶石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、葉臘石等。

　　（3）鋁酸酯偶聯(lián)劑

　　品種：DL系列：411-A、411-B、411-C、411-D、412-A、412-B、414、481、881、882、452、471、472等；F系列：F-1、F-2、F-3、F-4等；H系列：H-2、H-3、H-4；L系列：L-1A、L-1B、L-1H、L-2、L-3A。適用對(duì)象：碳酸鈣、碳酸鎂、高嶺土、滑石、硅灰石、氧化鐵、重晶石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、粉煤灰、石膏粉、云母、葉蠟石等。

　　（4）鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑

　　品種：FT-1、FT–2。適用對(duì)象：滑石、硅灰石、氧化鐵、高嶺土、高嶺土、海泡石、云母、葉蠟石等

　　（5）陰離子表面活性劑

　　品種：硬脂酸（鹽）、磺酸鹽及其脂、高級(jí)磷酸酯鹽。適用對(duì)象：輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。

　　（6）陽離子表面活性劑

　　品種：高級(jí)胺鹽（伯胺、仲胺、叔胺及季銨鹽）。適用對(duì)象：輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。

　　（7）非離子表面活性劑

　　品種：聚乙二醇型、多元醇型。適用對(duì)象：輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石、膨潤土、高嶺土、氫氧化鎂、滑石、葉蠟石等。

　　（8）水溶性高分子

　　品種：聚丙烯酸（鹽）、聚丙烯酸（鹽）及其共聚物、聚乙烯醇、聚馬來酸等。適用對(duì)象：碳酸鈣、磷酸鈣、硅灰石、滑石、鐵紅、顏料等。

　　（9）有機(jī)硅

　　品種：二甲基硅油、甲基硅油、羥基硅油、含氫硅油等。適用對(duì)象：二氧化硅、高嶺土、顏料等。

　　（10）有機(jī)低聚物

　　品種：無規(guī)聚丙烯、聚乙烯蠟、環(huán)氧樹脂等。適用對(duì)象：二氧化硅、云母、碳酸鈣等。

　　（11）不飽和有機(jī)酸

　　品種：丙烯酸、甲基丙烯酸、定烯酸、馬來酸、肉桂酸、衣康酸、山梨酸、氯丙烯酸等。適用對(duì)象：長(zhǎng)石、陶土、紅泥、氫氧化鋁、二氧化硅等。

　　（12）無機(jī)表面改性劑

　　品種：鈦鹽、鉻鹽、鐵鹽、硅酸鹽、鋁鹽、鎂鹽、鋯鹽、鋅鹽、鎘鹽等。適用對(duì)象：云母、高嶺石、滑石、鈦白粉、氧化鋁、氧化鎂、顏料等。

　　2、粉體表面改性劑的選擇原則

　　表面改性劑種類繁多，且配方（品種、用量和用法）具有針對(duì)性很強(qiáng)，即具有一把鑰匙開一把鎖的特點(diǎn)。因此，在選擇表面改性劑時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下因素：

　　（1）產(chǎn)品的用途

　　用途是選擇表面改性劑品種最重要的考慮因素，因?yàn)椴煌膽?yīng)用領(lǐng)域?qū)Ψ垠w應(yīng)用性能的技術(shù)要求不同，如表面潤濕性、分散性、pH值、電性、耐候性、光澤、抗菌性等，這就是要根據(jù)用途來選擇表面改性劑品種的原因之一。

　　（2）改性工藝

　　改性工藝也是選擇表面改性劑品種的重要考慮因素之一。目前的表面改性工藝主要采用干法和濕法兩種。

　　此外，選擇表面改性劑品種時(shí)還要考慮應(yīng)用時(shí)的工藝因素，如溫度、壓力以及環(huán)境因素等。所有的有機(jī)表面改性劑都會(huì)在一定的溫度下分解，如硅烷偶聯(lián)劑的沸點(diǎn)依品種不同在100-310℃之間變化。因此，所選擇的表面改性劑的分解溫度或沸點(diǎn)最好高于應(yīng)用時(shí)的加工溫度。

　　（3）價(jià)格

　　在滿足應(yīng)用性能要求或應(yīng)用性能優(yōu)化的前提下，盡量選用價(jià)格較便宜的表面改性劑，以降低表面改性的成本。

　　（4）環(huán)境

　　最后，要注意選擇不對(duì)環(huán)境造成污染的表面改性劑。

　　3、粉體表面改性劑的用法

　　一些客戶，多方篩選確定了粉體表面改性劑的種類，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，改性效果卻不是很理想，這其中，往往與表面改性劑的使用方法有關(guān)。

　　表面改性劑的使用主要包括：用量、配制、分散、添加方法以及使用兩種以上表面改性劑時(shí)的加藥順序。

　　（1）用量

　　理論上在顆粒表面達(dá)到單分子層吸附所需的用量為最佳用量，該用量與粉體原料的比表面積和表面改性劑分子的截面積有關(guān)，但這一用量不一定是100%覆蓋時(shí)的表面改性劑用量，實(shí)際最佳用量要通過改性試驗(yàn)和應(yīng)用性能試驗(yàn)來確定，這是因?yàn)楸砻娓男詣┑挠昧坎粌H與表面改性時(shí)表面改性劑的分散和包覆的均勻性有關(guān)，還與應(yīng)用體系對(duì)粉體原料的表面性質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)的具體要求有關(guān)。

　　對(duì)于濕法改性，表面改性劑在粉體表面的實(shí)際包覆量不一定等于表面改性劑的用量，因?yàn)榭偸怯幸徊糠直砻娓男詣┪茨芘c粉體顆粒作用，在過濾時(shí)被流失掉了。因此，實(shí)際用量要大于達(dá)到單分了層吸附所需的用量。

　　進(jìn)行化學(xué)包覆改性時(shí)，表面改性劑的用量與包覆率存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一般來說，在開始時(shí)，隨著用量的增加，粉體表面包覆量提高較快，但隨后增勢(shì)趨緩，至一定用量后，表面包覆量不再增加。因此，用量過多是不必要的，從經(jīng)濟(jì)角度來說用量過多增加了生產(chǎn)成本。

　　（2）配制方法

　　不同的表面改性劑需要不同的配制方法，例如：

　　對(duì)于部分硅烷偶聯(lián)劑，與粉體表面起鍵合作用的是硅醇，因此，要達(dá)到好的改性效果（化學(xué)吸附）最好在添加前進(jìn)行水解。

　　對(duì)于使用前需要稀釋和溶解的其他有機(jī)表面改性劑，如鈦酸酯、鋁酸酯、硬脂酸等要采用相應(yīng)的有機(jī)溶劑，如無水乙醇、異丙醇、甘油、甲苯、乙醚、丙酮等進(jìn)行稀釋和溶解。

　　對(duì)于在濕法改性工藝中使用的硬脂酸、鈦酸酯、鋁酸酯等不能直接溶于水的有機(jī)表面改性劑，要預(yù)先將其皂化、銨化或乳化為能溶于水的產(chǎn)物。

　　（3）添加方法

　　添加表面改性劑的最好方法是使表面改性劑與粉體均勻和充分地接觸，以達(dá)到表面改性劑的高度分散和表面改性劑在粒子表面的均勻包覆。因此，最好采用與粉體給料速度連動(dòng)的連續(xù)噴霧或滴（添）加方式，當(dāng)然只有采用連續(xù)式的粉體表面改性機(jī)才能做到連續(xù)添加表面改性劑。

　　（4）添加順序

　　由于粉體表面，尤其是無機(jī)填料或顏料表面性質(zhì)的不均一性，有時(shí)混合使用表面改性劑較使用單一表面改性劑的效果要好。例如，聯(lián)合使用鈦酸酯偶聯(lián)劑和硬脂酸對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性，不僅可以提高表面處理效果，而且還可減少鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量，降低生產(chǎn)成本。

　　但是，在選用兩種以上的表面改性劑對(duì)粉體進(jìn)行處理時(shí)，加藥順序?qū)ψ罱K表面改性效果有一定影響。

　　在確定表面改性劑的添加順序時(shí)，首先要分析兩種表面改性劑各自所起的作用和與粉體表面的作用方式（是物理吸附為主還是化學(xué)吸附為主）。一般來說，先加起主要作用和以化學(xué)吸附為主的表面改性劑，后加起次要作用和以物理吸附為主的表面改性劑，但最終要通過應(yīng)用試驗(yàn)來確定。

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