硅灰石粉体表面改性的意义

硅灰石，特别是超细高长径比的硅灰石，被广泛用于塑料、橡胶和纤维等有机高分子材料和复合材料，以及油漆、涂料、胶粘剂等领域作为颜料和填料。硅灰石本身是一种无机物，虽然直接添加可以降低有机高分子材料和复合材料的成本，增加其稳定性、刚性、阻燃性和绝缘性等，但由于与有机聚合物的界面性质不同，相容性较差，难以均匀分散；过多的添加往往容易导致材料的机械强度下降、易脆化等缺点。

因此，除了对白度和粒度的要求外，还必须采用物理、化学或机械的方法对硅灰石表面进行包覆改性处理，以改变其表面的物理化学性质，提高其与有机聚合物、树脂的相容性；改善其在有机聚合物及树脂中的分散性，以提高上述有机高分子材料、复合材料的机械强度以及油漆、涂料的光学性能和耐候性等。

硅灰石的表面改性方法

硅灰石的表面改性方法有多种，根据改性性质的不同可分为物理方法、化学方法和包覆方法。根据具体工艺的差别，表面改性工艺主要有干法、湿法、复合法三种。综合改性作用的性质、手段和目的，分为包覆法、沉淀反应法、表面化学法、接枝法和机械力化学法。

目前硅灰石常用的改性方法有以下几种：

1. 无机沉淀反应改性法：这种方法是用化学反应将反应生成物在硅灰石表面形成一层层的改性层，通过改性层上面的功能结构单元来改善硅灰石的表面性质。该方法操作简单易行，能够以较低的成本得到改性物质。

2. 机械力化学反应法：这是一种复合型的改善手段，即通过机械力的搅拌剪切作用将硅灰石颗粒进行粉碎和颗粒化，机械力的作用能够显著提高针状硅灰石的目数，使其均匀性和长径比得到明显改善。然后使用化学改性的方法得到改性的硅灰石材料。这种改性手段能够有效减小改性成本，简化改性工艺，所需的工艺和机械条件比较简单，具有较好的应用前景和市场价值。

3. 有机反应包覆法：利用有机化合物的功能基团在硅灰石表面进行反应，最终达到对硅灰石颗粒表面包覆并改善表面性质的手段。一般选用同时含有亲油基团和极性基团的偶联剂有机化合物作为改性剂。亲油基团能够提供硅灰石在复合填料时与聚合物増强相容性，极性基团能够让改性剂在硅灰石表面更稳定。偶联剂的种类比较多，经常使用的包括硅烷偶联剂、硬脂酸、庚二酸、钛酸酯等。不同的偶联剂含有的改性功能基团对无机填料填充率和填充均匀度也会有比较明显的区别。在研究工作中，使用两种或多种不同种类的偶联剂能够在不同浓度和比例上对无机填料的性质进行比较明显的改善。

随着国内外硅灰石市场需求的持续增长，硅灰石的价格也在逐步提高。与此同时，硅灰石与节能环保、电子信息、生物、航空航天、军工以及新材料和新能源等高技术产业联系也日益紧密。为了不断开拓硅灰石新的应用领域，对于硅灰石表面改性以及超细粒级硅灰石粉的研究需继续加强，将有助于不断开拓硅灰石新的应用领域，促进高技术产业的发展，同时也将推动硅灰石产业的持续发展和进步。