无机填料的表面处理及其在导热天然橡胶复合材料中的应用

加工?应用 合成橡胶工业,2009-11-15,32(6):493～497

CH I N A SY NTHETI C RUBBER I N DUSTRY

无机填料的表面处理及其

在导热天然橡胶复合材料中的应用

王　飞

(甘肃大禹节水股份有限公司技术研发中心,甘肃酒泉735009)

摘要:用季戊四醇、丙三醇和钛酸酯偶联剂分别对氧化铝、氧化镁和高岭土进行表面改性,并将改性

填料填充天然橡胶(NR)制备了导热复合材料,考察了表面处理剂种类及其用量对无机填料的影响,并

研究了季戊四醇改性氧化铝填充NR复合材料的硫化特性、物理机械性能和导热性能。结果表明,3种

填料中季戊四醇的改性效果最好,且其用量为110～115份时对氧化铝的改性效果最佳;随着改性氧化

铝填充量的增加,复合材料的最大转矩、300%定伸应力、拉伸强度和热导率均增大,当其用量为60份

时,改性氧化铝填充NR复合材料的热导率比未填充NR复合材料提高了2319%。

关键词:无机填料;季戊四醇;表面处理;天然橡胶;复合材料;物理机械性能;热导率

中图分类号:T Q330138 文献标识码:B 文章编号:1000-1255(2009)06-0493-05

导热橡胶是侧重导热性能的一类橡胶基复合材料,导热性能的提高通常伴随着散热性能的优化。散热对产品的密集化、小型化和提高可靠性及产品使用寿命都有重要意义。导热橡胶分为本征型和填充型2种。由于合成本征型导热橡胶无论在工艺还是在操作性上都绝非易事,因此一般都通过填充高导热的填料来制备导热橡胶[1-3]。本工作选取了一些低成本无机填料氧化铝、高岭土、氧化镁,对其进行表面处理后填充天然橡胶(NR),制备了导热复合材料,考察了表面处理剂种类及其用量对无机填料的影响,并研究了导热复合材料的硫化特性、物理机械性能和导热性能。

1　实验部分

111　原材料

NR,马来西亚1#烟片胶,桂林市曙光橡胶研究所提供。氧化铝,广东汕头西陇化工厂产品。超细煅烧高岭土,湖南耒阳市超牌化工有限公司产品。氧化镁,广东汕头西陇化工厂产品。丙三醇,汕头市光华化学厂产品。季戊四醇,天津市大茂化学试剂厂产品。乙丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(简称NDZ-201),南京曙光化工厂产品。邻苯二甲酸二丁酯,天津市北方天医化学试剂厂产品。其他原材料均为市售品。112　实验方法

无机填料的表面改性　(1)丙三醇或季戊四醇处理:将1份丙三醇或季戊四醇溶解于100份水中,在60℃下搅拌10m in,随后边搅拌边将1份填料缓慢加入醇水溶液中,继续搅拌30m in,于室温下静置24h,然后真空抽滤并在200℃烘干备用。(2)NDZ-201处理:用无水乙醇作为溶剂,在上海普申化工机械有限公司生产的JSF型搅拌砂磨分散多用机(转速700r/m in)中将015份乳化剂OP-10和2份硬脂酸加入100份无水乙醇中,待硬脂酸完全溶解后继续搅拌10m in,之后将1份填料缓慢加入溶液中,待填料完全加入后提高转速至1800r/m in,再向溶液中加入1份NDZ-201,继续高速搅拌30m in后,将溶液转移至烧杯中室温下静置24h,然后真空抽滤并在200℃烘干备用。

导热NR复合材料的制备　基本配方(质量份)为NR100,氧化锌510,硬脂酸210,防老剂4010NA110,促进剂T MT D015,促进剂CZ110,硫黄210,石蜡110,炭黑20,填料变量。

将NR置于上海橡胶机械厂生产的SK-160

3收稿日期:2008-10-29;修订日期:2009-07-13。

作者简介:王飞(1986—),男,本科。

B型开放式炼胶机上进行混炼,辊温为40～50℃,辊距调为1mm,薄通5次,然后调大辊距使生胶包辊;待胶料表面光滑后,按常规顺序依次加入填料及助剂;胶料混合均匀后,再薄通并打三角包,打卷各5次,调辊距到115mm下片;在平板硫化机上进行硫化,模具预热温度50℃,预热时间30m in,硫化温度140℃,压力015MPa,硫化时间根据硫化仪测试结果而定。

113　分析与测试

沉降体积　称取1g经处理的填料,倒入盛有5mL邻苯二甲酸二丁酯的烧杯中,搅拌,使试样完全浸润并均匀分散于液体中,然后转移至10mL量筒中,用邻苯二甲酸二丁酯洗涤烧杯数次并将量筒液体稀释,轻轻摇匀置于水平位置开始计时,每隔10m in读取固液界面的刻度数。

分散性　称取015g经处理的填料,倒入盛有20mL邻苯二甲酸二丁酯的烧杯中,搅拌均匀后用玻璃棒蘸少许滴于干净的载玻片上并用盖玻片盖好,然后在德国Leika公司生产的Leica DM RXP型偏光显微镜下观察填料的分散程度,以判定改性效果。

粒　径　用珠海OMC公司生产的LS-P OP-Ⅲ型激光粒度分析仪测试。

硫化特性　用江苏省江都市天源试验机械有限公司生产的TY-6002型无转子硫化仪测试,条件为140℃×015MPa。

物理机械性能　用日本岛津公司生产的AG-201型电子万能试验机按照G B/T528—1998测试拉伸性能及永久变形,哑铃状Ⅰ型试样,拉伸速率为(500±50)mm/m in。

热导率　用美国Anter公司生产的MODEL 型热导率仪按照G B/T11205—1989测试,采用保护热流计法,试样规格为2514mm×2514mm,厚度为117～310mm,测试温度为100℃。

2　结果与讨论

211　表面改性对无机填料的影响

21111　表面改性剂种类对无机填料的影响2111111　沉降体积

如图1所示,当表面处理剂用量为1份时,高岭土、氧化铝和氧化镁填料分别用3种表面处理剂改性后,它们在邻苯二甲酸二丁酯中的沉降速率均大于未改性填料。由表1可以看出,表面改性填料的沉降平衡体积小于未改性填料,说明填料表面改性后粒径有所增大,但沉降后填料粉体比较密实。这是由于改性工艺并未将填料粉体粒子原有的小团聚体分散开,而只是在粉体原有的聚集体表面包覆了表面处理剂,使粉体粒径变大,所以沉降速率增大;同时包覆表面处理剂的粉体粒子或小团聚体不易再次聚集和黏结,沉降时粉体粒子易于排列紧密,故沉降体积较小,而未经改性的粉体原生粒子或小团聚体易于再次聚集,

粒

Modifier:○—pentaerythrit ol;●—p r opanetri ol;

▲—NDZ2201;△—without

Fig1　Sedi m entati on vel ocity of inorganic fillers

Table1　Effect of k i n ds of surface trea ti n g agen t on

sed i m en t a ti on ba l ance volu m e of f illers mL Surface treating

agent

W ithout

Pentaer2

ythrit ol

Pr opan2

etri ol

NDZ2201 Kaolin414313316411

Mg O318114118216

A l2O3518315512417

?

4

9

4

?合　成　橡　胶　工　业 第32卷　

子间因桥联而留有较多空隙,沉降时易形成较松

的沉降物,故沉降体积较大。

从图1和表1还可以看出,对同一种填料而

言,改性填料的沉降速率从大到小依次为季戊四

醇体系,丙三醇体系,NDZ-201体系;沉降平衡

体积从小到大依次为季戊四醇体系,丙三醇体系,

NDZ-201体系。这说明3种表面处理剂中季戊

四醇改性填料粉体的沉降物最为密实,即说明其

对填料的表面改性效果最好。这可能是因为季戊

四醇表面含有多个羟基亲水基,易与粒子表面形

成氢键,使得粉体粒子表面形成有机包覆层,削弱

了粒子间作用力,从而抑制了粒子的团聚。因此,

实验选取季戊四醇为表面改性剂。

2111112　粒　径

从图2可以看出,当季戊四醇用量为1份时

,

1—unmodified;2—modified

Fig2　Particle size distributi on of fillers modified with pentaerythrit ol

改性填料的粒子粒径分布均向偏大方向移动,但

变化不大,曲线峰变得平缓,分布宽度都有所增

大。这说明季戊四醇确实在填料粉体原生粒子或

较小的团聚体表面形成了一层有机包覆层,使粉

体粒径变大,这一结论与沉降体积相吻合,验证了

2种分析方法的可行性;同时曲线峰变得稍微平

缓也说明季戊四醇抑制了粉体粒子的大规模团

聚,这有利于填料填充橡胶基体的工艺控制。

21112　表面处理剂用量对无机填料的影响

2111211　沉降体积

根据氧化铝、氧化镁和高岭土的热导率[5]以

及它们对橡胶的增强效果等因素,实验选用氧化

铝作为导热填料。由图3可以看出,当季戊四醇

用量为110～115份时,改性氧化铝的沉降体积较

小,说明此用量下季戊四醇对氧化铝的改性效果

最好

。

Fig3　Effect of a mount of pentaerythrit ol on

sedi m entati on volume of A l2O3

2111212　分散性

图4为未改性氧化铝及季戊四醇(用量为

1份)改性氧化铝在邻苯二甲酸二丁酯中的偏光

显微镜图。可以看出,改性氧化铝在邻苯二甲酸

二丁酯中分散较均匀稳定,而未改性氧化铝粉体

团聚现象严重。

这是因为季戊四醇包覆层抑制和

Fig4　Polarized m icr oscope phot ographs of A l2O3modified

with pentaerythrit ol and A l2O3in dibutyl phthalate

?

5

9

4

?

　第6期 王　飞1无机填料的表面处理及其在导热天然橡胶复合材料中的应用

削弱了氧化铝粒子间的吸引力,从而使氧化铝粒

子稳定地分散于邻苯二甲酸二丁酯中。212　改性氧化铝填充NR 复合材料的性能21211　硫化特性

从图5可见,在相同填充量下,季戊四醇(用量为1份)改性氧化铝填充NR 复合材料的最大转矩比未改性氧化铝填充NR 复合材料大,而且随着填充量的增加而增大。这可能是因为氧化铝经改性能够更好地分散于胶料中,并且表面处理后的粉体粒子可能与胶料之间形成了化学键合,因此提高了复合材料的强度。改性氧化铝填充NR 复合材料的焦烧时间(t 10)和正硫化时间(t 90)亦比未改性氧化铝填充NR 复合材料短,

这或许

Fig 5　Vulcanizati on curve of NR composites filled

with modified A l 2O 3(a )and A l 2O 3(b )

是因为当只用硫黄作硫化剂时,形成一个交联键需耗用40～50个硫原子,使绝大部分硫黄用于形成内硫环等对弹性无贡献的交联,因此常使用氧化锌作硫化活性剂来最大限度地消除内硫环的生成,减少交联键中的硫原子数,使交联键中单硫键、双硫键和多硫键等共存,提高了硫化程度,增强了交联键的稳定性同时也降低了胶料的硫化返原现象,但是由于未改性氧化铝粉体粒子表面有较高的活性及较多的羟基,因此易吸附硫化活性剂氧化锌,使之失去活性,从而导致硫化延迟,硫化时间增长。所以改性氧化铝填充NR 复合材料的t 10和t 90比相同填充量下未改性A l 2O 3填充体系短。21212　物理机械性能

由表2可知,随着填料填充量的增加,未改性氧化铝填充NR 复合材料的300%定伸应力未呈现规律性,而拉伸强度减小,而用1份季戊四醇改性氧化铝填充NR 复合材料的300%定伸应力和拉伸强度增大,且基本比未改性氧化铝填充NR 复合材料大,两者的扯断伸长率基本没变,但前者的永久变形相应比后者有所下降。这是因为未改性氧化铝在橡胶基体中因团聚而不能均匀地分散,且因与橡胶的相容性较差,只是被橡胶包覆于其中而已,故当填充量过大时,由于橡胶基体质量分数的减少,所以其强度降低;而用改性氧化铝填充时,由于其表面的有机包覆层使它能够均匀地分布于橡胶基体中,并且改善了其与橡胶的相容性,从而使其表面能够与橡胶基体发生化学键合或缠结作用,因此提高了NR 复合材料的强度。

Table 2　Effect of f iller am oun t on m echan i ca l properti es of NR com posites

Pr operty

A l 2O 3/phr

Modified A l 2O 3/phr 3040506030405060Modulus at 300%/MPa 41234161410941584123413151246136Tensile strength /MPa 81214175417041248196121251217417171El ongati on at break /%500420420380500420460380Per manent set/%

2112

1312

1210

1610

712

1512

810

1210

21213　导热性能从图6可见,在相同填充量下,未改性氧化铝填充NR 复合材料的热导率基本大于改性氧化铝填充NR 复合材料;且随着填料填充量的增加,未改性氧化铝与改性氧化铝填充NR 复合材料(除

30份时)的热导率增大,当填充量达到60份时,2种复合材料的热导率比未填充NR 复合材料分

别提高了4918%和2319%,然而在如此高填充量下,未改性氧化铝填充NR 复合材料,虽其热导率有很大的提高,但其物理机械性能较差,不适用于

?694?合　成　橡　胶　工　业 第32卷　

橡胶制品,故综合考虑复合材料的物理机械性能及热导率,选择改性氧化铝高填充NR 复合材料较好

。

■—unmodified A l 2O 3;□—modified A l 2O 3

Fig 6　Effect of filler a mount on ther mal conductivity

of NR composites

3　结　论

a )用季戊四醇、丙三醇和NDZ -201分别对

氧化铝、氧化镁和高岭土进行表面改性时,季戊四醇的改性效果最佳,且其用量为110～115份时对

氧化铝的改性效果最好。

b )在相同填充量下,改性氧化铝填充NR 复合材料的t 10和t 90比未改性氧化铝填充NR 复合材料缩短;随着改性氧化铝填充量的增加,复合材

料的最大转矩增大。

c )在相同填充量下,改性氧化铝填充NR 复合材料的300%定伸应力和拉伸强度基本比未改性氧化铝填充NR 复合材料大,两者的扯断伸长率基本没变,前者的永久变形比后者有所下降;随着改性氧化铝填充量的增加,复合材料的300%定伸应力和拉伸强度增大。

d )在相同填充量下,改性氧化铝填充NR 复合材料的热导率基本小于未改性氧化铝填充NR 复合材料,当填充量达到60份时,2种复合材料的热导率比未填充NR 复合材料分别提高了4918%和2319%,随着改性氧化铝填充量的增加,复合材料的热导率增大。

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Surface trea t m en t of i n organ i c f iller and its

appli ca ti on i n therma l conducti ve na tura l rubber co m posite

W ang Fei

(Center of Technology and D evelop m en t,Gansu D ayu W ater 2saving Co L td,J iuquan 735009,China )

　Abstract :A lum ina,magnesia and kaolin were modified with pentaerythrit ol,p r opanetri ol and titan 2ate coup ling agent,res pectively,and the ther mal conductive compositeswere p repared by the modified fillers filling natural rubber (NR )1Effect of ty pe and a mount of surface treating agents on inorganic fillers was investigated,and the vulcanizati on behavi our,mechanical p r operties and ther mal conductivity of composites filled with pentaerythrit ol modified alum i 2na were studied 1The results showed that modifica 2ti on effect of pentaerythrit ol was best in 3types of

filler,and its op ti m um a mount f or alu m ina was 110-115phr 1W ith the increasing a mount of modi 2fied alum ina,

the maxi m u m t orque,modulus at

300%,tensile strength and ther mal conductivity in 2creased,and the ther mal conductivity of the compos 2ite filled with 60phr modified alum ina i m p r oved by 2319%compared t o that of unfilled NR composite 1

　Keywords :inorganic filler;pentaerythrit ol;sur 2face treat m ent;natural rubber;composite;mechani 2cal p r operty;ther mal conductivity

?

794?　第6期 王　飞1无机填料的表面处理及其在导热天然橡胶复合材料中的应用

无机颜料分类

无机颜料分类 随着全球经济的复苏，国内外建筑建材、涂料油漆，塑料、油墨等行业出现了快速增长，无机颜料的需求量也迅速增加。随着涂料行业快速发展，作为其主要原材料之一无机颜料得到了长足发展，其中以钛白粉、氧化铁所占比重最大。 无机颜料是有色金属的氧化物，或一些金属不溶性的金属盐。无机着色颜料可分为消色颜料和彩色颜料两类。消色颜料包括从白色、灰色到黑色的一系列颜料，它们仅表现出反射光量的不同，即亮度的不同。彩色颜料则能对一定波长的光，有选择地加以吸收，把其余波长的光反射出来而呈现各种不同的色彩。来看看有哪些无机颜料。 黑色颜料仅次于白色颜料的重要颜料。主要品种是炭黑。颜料用炭黑的性能与橡胶加工用的不同。颜料炭黑的主要质量指标是黑度与色相。 红色颜料无机颜料中的红色颜料，主要是氧化铁红。氧化铁有各种不同的色泽，从黄色到红色、棕色直至黑色。氧化铁红是最常见的氧化铁系颜料。具有很好的遮盖力和着色力、耐化学性、保色性、分散性，价格较廉。氧化铁红用于生产地板漆、船舶漆，由于有显著的防锈性能，也是制作防锈漆和底漆的主要原料。将氧化铁红的颗粒磨细到≤0.01μm时，颜料在有机介质中的遮盖力显著下降，这种颜料称为透明氧化铁，用来制作透明色漆或金属闪光漆，比使用有机染料有更好的保色性。 黄色颜料主要有铅铬黄（铬酸铅）、锌铬黄（铬酸锌）、镉黄（硫化镉）和铁黄（水合氧化铁）等品种。其中以铅铬黄的用途最广泛，产量也最大。世界年产量约180kt，中国年产量约10kt。铅铬黄的遮盖力强,色泽鲜艳，易分散，但在日光照射下易变暗。锌铬黄的遮盖力和着色力均较铅铬黄差，但色浅，耐光性好。镉黄具有良好的耐热、耐光性，色泽鲜艳，但着色力和遮盖力不如铅铬黄，成本也较高，在应用上受到限制。铅铬黄和镉黄均含重金属，不能用于儿童玩具、文教用品和食品包装的着色。铁黄色泽较暗，但耐久性、分散性、遮盖力、耐热性、耐化学性、耐碱性都很好，而且价格低廉，因此广泛用于建筑材料的着色。 铅铬黄将硝酸铅或醋酸铅与重铬酸钠（或重铬酸钾）、氢氧化钠、硫酸铝等多种原料，按不同配比，不同反应条件，可以制得各种色泽的铅铬黄。 锌铬黄又称锌黄。将氧化锌悬浮在水中，然后加入重铬酸钾和铬酸，即得碱式铬酸锌钾K2CrO4·3ZnCrO4·Zn(OH)2就是锌铬黄颜料。也有用硫酸或盐酸代替部分铬酸的,但生成的硫酸钾或氯化钾,必须在过滤、干燥前彻底洗去。碱式铬酸锌钾可作为柠檬黄颜料，也可同氧化铁红配合制成底漆。另一种锌铬黄是用氧化锌同铬酸进行反应而制得的,又称为四盐基铬酸锌ZnCrO4·4Zn(OH)2，多用于制造磷化底漆。 镉黄镉黄有纯镉黄和用硫酸钡共沉淀的镉黄两种。向镉盐的水溶液中加入硫化钠或硫化钠和硒化钠的混合溶液，沉淀出硫化镉黄或硫化镉红，经洗涤、过滤，在转窑（见窑）内经500～700°C焙烧，即得从柠檬黄至橙红色的不同色泽的颜料镉黄或镉红。 铁黄天然氧化铁黄是一种含有各种杂质的水合氧化铁，所含杂质，主要是硅酸盐类。过去，制备氧化铁黄以硝基苯还原生产苯胺时的废料铁泥为原料。另一种生产方法是在铁和氧的存在下，将硫酸亚铁加热进行水合，即生成氧化铁黄。氧化铁黄的热稳定性差，加热到180°C以上，即脱水而变成氧化铁红。 绿色颜料主要有氧化铬绿和铅铬绿两种。氧化铬绿的耐光、耐热、耐化学药品性优良，但色泽较暗，着色力、遮盖力均较差。铅铬绿的耐久性、耐热性均不及氧化铬绿，但色

无机纳米材料简介

无机纳米材料简介 无机纳米材料是纳米材料从物质的类别来划分出的一种纳米材料。指其组成的主体是无机物质。 无机纳米材料主要包括：纳米氧化物、纳米复合氧化物、纳米金属及合金，以及其他无机纳米材料。 一、纳米氧化物： 纳米氧化物指的是粒径达到纳米级的氧化物，比如纳米二氧化钛 （T25），纳米二氧化硅（SP30),纳米氧化锌（JE01),纳米氧化铝（L30)，纳米氧化锆，纳米氧化铈，纳米氧化铁等等。 纳米氧化物的基本技术指标包含：粒径，含量，比表面积，pH, 以及一些金属成分的含量。 纳米氧化物在催化领域的应用 纳米催化剂具有表面效应，吸附特性及表面反应等特性，因此纳米催化剂在催化领域的应用十分广泛。实际上，国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂。我国目前在纳米材料的研究应用水平在某些方面处于世界领先地位，已实现产业化的SiO2(如VK-SP30)、CaCO3、TiO2(如VK-T25)、ZnO等少数几个品种，这些制备出来的纳米材料在催化领域中主要用于两个方面：一是直接用作主催化剂，二是作为纳米催化剂载体制成负载型催化剂使用。国际现在企业主要有杜邦，德固赛，国内的有杭州万景等企业生产纳米氧化物系列的产品。 2.1 石油化工催化领域 由于纳米材料颗粒的大小可以人工控制，又由于尺寸小,比表面积大，表面的键态和颗粒内部不同及表面原子配位不全等，从而导致表面的活性部位增加。另外，随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶,这样就增加了化学反应的接触面。利用纳米微粒的高比表面积和高活性这些特性，可以显著提高催化效率。例如，纳米Ni粉可将有机化学加氢和脱氢反应速度提高15倍；超细Pt粉、碳化钨粉是高效的加氢催化剂；在甲醛氧化制甲醇反应中，使用纳米SiO2，选择性可提高5倍，利用纳米Pt催化剂，放在TiO2担体上，通过光照，使甲醇水溶液制氢产率

铝型材的表面处理工艺

铝型材的表面处理方式大体存在着阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式，每一种方式都各有优势，占有相当的市场份额。 高隔间专家认为粉末喷涂存在着以下几点显着优势： 1、工艺较为简单，主要得益于生产过程中主要设备的自动精度的提高，对一些主要的技术参数已经可以实现微电脑控制，有效地降低工艺操作难度，同时辅助设备大为减少； 2、成品率高。一般情况下，如果各项措施得当，可最大限度地控制不合格品的产生； 3、能耗明显降低，在普通的阳极氧化、电泳涂装的生产过程中，水、电的消耗是相当大的，特别是在氧化工序。整流机的输出电流可达到8000~11000A之间，电压在15~17.5V 之间，再加上机器本身的热耗，需要不停地用循环水进行降温，吨电耗往往在1000度左右，同时辅助设施的减少也可以降低一些电耗；然而高隔间专家专家姚在这里提醒，一定要把铝型材跟插座等分开，不要太靠近铝型材，很多人都不太注意，要是漏电，又由于铝型材堆积太多，很容易发生火灾及人员伤亡情况。 4、对水、大气的污染程度降低，片碱、硫酸及其它液体有机溶剂的不再使用，减少水及大气污染，也有效地提高铝型材与作为环保产品的塑钢型材的竞争实力，相应地减少了一些生产成本； 5、工人的劳动强度明显降低，由于采用自动化流水线作业，上料方式以及夹具的使用方式已经得到明显简化，提高了生产效率，也降低了劳动强度；高隔间专家自己的厂家就起到了这样的效果。 6、对毛料的表面质量要求标准有明显降低，粉末涂层并且可以完全覆盖型材表面的挤压纹，掩盖一部分铝型材表面的瑕疵，提高铝型材成品的表面质量； 7、涂膜的一些物理指标较其他表面处理膜有明显提高，如硬度、耐磨性，可有效地延长铝型材的使用寿命。 高隔间专家认为铝型材粉末喷涂采用的是粉末涂料，工艺上采用的是静电喷涂，利用磨擦喷枪的作用，在加速风的影响下，使粉末颗粒喷出枪体时携带正电荷，与带负电荷的型材接触，产生静电吸附，然后经过高温固化。也增强了涂料的吸附强度，防止漆膜脱落。 更多请关注：https://www.wendangku.net/doc/0a14449121.html,/

新型无机非金属材料有哪些

新型无机非金属材料有哪些 新材料全球交易网 新型无机非金属材料有哪些？“新材料全球交易网”收集整理最全新型无机非金属材料知识点。更多增值服务，请关注“新材料全球交易网”。 一、重要概念 1、新型无机非金属材料 （1）是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 （2）包括以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 2、陶瓷 （1）从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 （2）从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。 3、玻璃 （1）狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。 （2）一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。 玻璃转变温度：玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。 具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，能在空气或水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料 6、复合材料 由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 （1）可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石） （2）弱塑性原料：叶蜡石、滑石 （3）非塑性原料：减塑剂——石英；助熔剂——长石 3、坯料的成型的目的

非金属矿物填料的作用和地位

非金属矿物填料的作用和地位 中国粉体技术网无机矿物填料的主要作用是增量、增强和赋予功能。 （1）增量 添加廉价的无机矿物填料以降低制品的成本，例如，在塑料、橡胶、胶黏剂等中填充碳酸钙（包括重质碳酸钙和轻质碳酸钙）以降低有机树脂或高聚物的用量；在纸张中填充碳酸钙、滑石粉以减少纸浆或纸纤维的用量。这种无机矿物填料也被称为增量填充剂。 （2）增强 提高高聚物基复合材料，如塑料、橡胶、胶黏剂等的力学性能（包括弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等）。无机矿物填料的增强主要取决于对其粒度或比表面积和颗粒形状。粒径小于5um的超细无机矿物填料和硅灰石、透辉石、透闪石、石棉等针状无机矿物填料及云母、滑石、高岭土、石墨等片状无机矿物填料具有一定和不同程度的增强或补强功能。一般来说，各种填料的增强效果顺序为：纤维填料＞片状填料＞球状填料。反之，各种填料在基料中的流动性顺序大致为：球状填料＞片状填料＞纤维填料。 （3）赋予功能 无机矿物填料可赋予填充材料某些功能，如塑料和橡胶制品的尺寸稳定性、阻燃或难燃性、耐磨性、绝缘性或导电性、隔热或导热性、隔声性、抗菌性等；涂料的耐湿擦洗性、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、遮盖力、净化空气、调湿性等；纸品的优良吸墨性和印刷性等。此时，无机矿物填料的化学组成、晶体结构、光热、电、磁等性质以及比表面积和颗粒形状起重要的作用。无机矿物填料主要赋予复合材料的功能见表1-1。 表1-1赋予功能效果和相应的填料 无机矿物填料的地位

矿物填料在现代材料工业，如塑料、橡胶、胶黏剂、化纤、涂料、造纸、胶凝材料、建材等工业中具有重要地位，而且随着新材料工业，特别是复合材料工业的发展日益显得突出和重要，主要原因如下。 （1）它是在保证使用性能要求的前提下降低材料生产成本最有效的原料或辅料。由于无机矿物填料，特别是作为普通增量填料的碳酸钙、陶土、滑石粉等价格较低，而作为塑料制品、橡胶制品、胶黏剂、化纤、纸浆等基料的树脂价格显著高于无机矿物填料，因此，在这些制品中填充一定量的无机矿物填料可以在满足相关产品标准，保证使用性能要求的前提下，显著降低材料的生产成本。 （2）它是获得具有独特功能复合材料最方便和有效的填料。现代科技、经济和社会的发展对材料的功能性要求越来越高。单一的原料和配方越来越难以满足日趋提高的使用要求。对于高聚物基复合材料，如塑料、橡胶、胶黏剂来说，从高分子合成角度开发具有独特功能的全新结构的高分子化合物有时是难以实现的，有时则可能耗资巨大，耗时很长，而采用矿物填料填充改性常常是比较方便和易于实现的。 （3）它是综合利用矿产资源、替代或节约树脂的重要材料。现代发展最为迅速的高分子材料是以树脂为基料的非金属材料，而合成树脂的原料是石油。非金属矿是储量丰富、部分与金属矿和固体燃料矿共生的矿产资源，将其综合利用并加工成矿物填料用于填充到树脂中生产高聚物基复合材料，在降低材料成本和赋予材料一定功能的前提下，还可以节约大量石油。目前塑料制品中无机矿物填料的用量平均已达到10%以上，部分塑料制品中矿物填料的用量已达到30%以上。以2007年我国塑料制品产量6000万吨左右计算，节省树脂600万吨/年以上，可以大量节约石油资源。 （4）它是提高材料或制品技术含量、增加其附加值的最适宜填料。无机矿物填料来源广、品种多，可以加工成适应不同应用要求的功能填料，可以提升填充材料的产品技术含量从而增加其附加值。例如，在塑料制品中填充经过表面处理的超细碳酸以提高其韧性；添加片状结构的滑石和针状结构的硅灰石可以提高其强度；添加经过表面改性的超细氢氧化铝和氢氧化镁可以替代有机阻燃剂赋予其优良的阻燃性能；在建筑涂料中添加煅烧高岭土可以提高涂膜的强度和耐湿擦洗性；在纸品中填充滑石和碳酸钙可以提高其白度、平整度和印刷性；在橡胶中添加超细片状高岭土可以提高其强度和气体阻隔性等。由于可以根据材料性能的要求从成分、结构、表面性质等方面性质等方面选择无机矿物填料，能满足不同应用的要求，可以在某一方面和几个方面显著提高填充材料或制品的技术含量，因此可以显著增加填充材料的附加值。 因此，可以说无机矿物填料为新型功能材料，特别是复合材料的发展提供了广阔的发展空间。了解更多请访问中国粉体技术网或关注本网微信公众号bjyyxtech。

无机颜料的表面处理

无机颜料表面处理 对无机颜料进行表面处理，可以进一步提高颜料的应用性能和使用效果，充分体现其光学性质和颜料性能，是提升颜料质量档次的主要措施之一。 1 ．表面处理的作用 表面处理的作用可概括为以下三个方面：①提高颜料本身的特性，如着色力、遮盖力等；②提高使用性能，增强颜料在溶剂和树脂中的分散性和分散稳定性；③提高颜料制成品的耐久性、化学稳定性和加工性能。具体如图 1 所示。 图 1 颜料表面处理的作用 颜料的表面处理可以通过无机包膜和添加有机表面活性剂来实现其目的，例如：铬黄在制造过程中容易发胀、变稠，在调色时容易出现“丝光”，通过添加锌皂、磷酸铝、氢氧化铝来减少其粗针状晶体，降低发胀现象；铅铬黄颜料可以用二氧化硅或锑化合物或稀土元素进行表面处理，以提高其耐光、耐热和化学稳定性；镉黄可以通过 SiO 2 、Al 2 O 3 表面处理来提高其表面积、增强耐候性，也可以通过添加硬脂酸钠、烷基磺酸盐等使其表面从亲水性 变为亲油性而更容易在树脂中分散；镉红通过 Al 2O 3 、 SiO 2 包膜表面处理也可以提高其分散性和耐候性；氧化铁 颜料可以用硬脂酸作表面处理剂，提高其在有机介质中的分散性，也可以通过 Al 2O 3 表面处理，增强其表面亲油 性能；透明氧化铁黄，可以通过添加十二烷基萘磺酸钠表面处理来提高它的分散性和透明度；氧化铁蓝颜料耐碱性差，可以通过脂肪胺表面处理来增强其耐碱性能；群青的耐酸性差，可以通过 SiO 2 表面处理来提高它的耐酸性能；立德粉可以通过稀土元素表面处理来降低立德粉中硫化锌的光化学活性；碳酸钙可以通过硬脂酸、硬脂酸钙、聚丁二烯、松香酸或钛酸酯、磷酸酯、硅烷偶联剂表面处理，生产出各种不同牌号、不同用途的活性碳酸钙；高岭土可以通过某些季胺盐或甲基丙烯酸酯、硅烷、脂肪酸、钛酯酸进行表面处理，制成应用性能极佳的活性高岭 土；钛白粉可以通过 Al 2O 3 、SiO 2 、ZrO 2 表面处理来提高其耐候性，以及用各种有机表面活性剂来提高它的湿润 性和分散性。 2 ．表面处理的作用机理

铝合金的表面处理实用工艺审批稿

铝合金的表面处理实用 工艺 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观

有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由

无机填料知识概述、种类、性能和选用

塑料填充改性知识概述 塑料填充改性就是填料与塑料、树脂的复合，一般填料的填充量较大，有时甚至可达几百份〈以树脂100份计算)，因此填料是塑料产业重要的、不可缺少的辅助材料。从总体上讲，世界范围内填料的消耗量要占塑料总量的10%左右，可见其消耗量是巨大的。塑料填充改性有如下几方面的优点： （1）降低本钱。一般填料比树脂便宜，因此添加填料可大幅度地降低塑料的本钱，具有明显的经济效益，这也是塑料填充改性广为应用的主要原因。 （2）改善塑料的耐热性。一般塑料的耐热性较低，如ABS，其长期使用温度只有60℃左右，而大部分填料属于无机物质，耐热性较高，因此这些填料添加到塑料中后可以明显地进步塑料的耐热性。再如PP，未填充时，其热变形温度在110℃左右，而填充30%滑石粉后其热变形温度可进步到130℃以上。 （3）改善塑料的刚性。一般塑料的刚性较差，如纯PP的弯曲模量在1000MPa 左右，远不能满足一些部件的使用要求，添加30%滑石粉后，其弯曲模量可达2000MPa以上，可见滑石粉对具有明显的增刚作用。 （4）改善塑料的成型加工性。一些填料可改善塑料的加工性，如硫酸钡、玻璃微珠等，可以进步树脂的活动性，从而可以改善其加工性。 （5）进步塑料制品及部件的尺寸稳定性。有些塑料结晶收缩大，导致其制品收缩率大，从模具出来后较易变形，尺寸不稳定；而添加填料后，可大大降低塑料的收缩率，从而进步塑料制品及部件的尺寸稳定性。 （6）改善塑料表面硬度。一般塑料硬度较低，表面易划伤，影响外观，从而影响其表面效果和装饰性。无机填料的硬度均比塑料的硬度高，添加无机填料后，可大大进步塑料的表面硬度。 （7）进步强度。通用塑料本身的拉伸强度不高，添加无机填料后，在填充量适量的范围内，可以进步塑料的拉伸强度和弯曲强度，从而进步塑料的工程使用性。（8）赋予塑料某些功能，进步塑料的附加值。有些填料可以赋予塑料一些功能， 如PP 添加滑石粉、碳酸钙后，可以改善PP的抗静电性能和印刷性能；中空玻璃微珠添加到塑料中后，可以进步塑料的保温性能；金属粒子添加到塑料中后可以进步塑料的导热性能和导电性能。 总之，塑料填充改性具有多方面的优点，得到了广泛的应用，但也要留意填充改性带来的题目，如：一般冲击强度要降低，密度要加大，表面光泽要下降，颜色饱和度要下降，填充量太大后强度要大大下降。这些缺点要在配方设计时充分考虑。不能一味地加大填充量来降低本钱，要考虑到制品的使用性和性能长久保持性。

铝合金表面处理方法

For personal use only in study and research; not for commercial use 芀压铸件铝合金常用的表面处理方法 膄现如今越来越多的人喜欢金属质感强的东西，所以越来越多的人喜欢铝制的东西。铝合金压铸件不仅仅只是汽车行业的配件提供者，还涉足到装饰品行业。压铸各种各样的造型可以适合不同的场合、不同的地点。铝合金铸件的表面处理是一项很重要的工序，处理得好就会是铝合金压铸件发出很好的金属光泽。下面介绍五种常用的铝合金铸件的表面处理方法。 膃1、铝材磷化 莁通过采用SEM,XRD、电位一时间曲线、膜重变化等方法详细研究了促进剂、氟化物、 Mn2+,Ni2+,Zn2+,PO4和Fe2+等对铝材磷化过程的影响。研究表明:硝酸胍具有水溶性好，用量低，快速成膜的特点，是铝材磷化的有效促进剂:氟化物可促进成膜，增加膜重，细化晶粒;Mn2+,Ni2+,能明显细化晶粒，使磷化膜均匀、致密并可以改善磷化膜外观;Zn2+浓度较低时，不能成膜或成膜差，随着Zn2+浓度增加，膜重增加;PO4含量对磷化膜重影响较大，提高PO4。含量使磷化膜重增加。 莈2、铝的碱性电解抛光工艺 薄进行了碱性抛光溶液体系的研究，比较了缓蚀剂、粘度剂等对抛光效果的影响，成功获得了抛光效果很好的碱性溶液体系，并首次得到了能降低操作温度、延长溶液使用寿命、同时还能改善抛光效果的添加剂。实验结果表明:在NaOH溶液中加入适当添加剂能产生好的抛光效果。 袄探索性实验还发现:用葡萄糖的NaOH溶液在某些条件下进行直流恒压电解抛光后，铝材表面反射率可以达到90%，但由于实验还存在不稳定因素，有待进一步研究。探索了采用直流脉冲电解抛光法在碱性条件下抛光铝材的可行性，结果表明:采用脉冲电解抛光法可以达到直流恒压电解抛光的整平效果，但其整平速度较慢。 蒂3、铝及铝合金环保型化学抛光 蒇确定开发以磷酸一硫酸为基液的环保型化学抛光新技术，该技术要实现NOx的零排放且克服以往类似技术存在的质量缺陷。新技术的关键是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物来替代硝酸。为此首先需要对铝的三酸化学抛光过程进行分析，尤其要重点研究硝酸的作用。硝酸在铝化学抛光中的主要作用是抑制点腐蚀，提高抛光亮度。结合在单纯磷酸一硫酸中的化学抛光试验，认为在磷酸一硫酸中添加的特殊物质应能够抑制点腐蚀、减缓全面腐蚀，同时必须具有较好的整平和光亮效果

涂料中各填料的作用

涂料中各填料的作用 碳酸钙 碳酸钙用于化学建材中，具有耐热、耐化学腐蚀、耐寒、隔音、防震和加工容易等特性；在油性涂料中，碳酸钙做为填料，可起到骨架作用；在塑料中，可增加体积，降低成本，改善加工性能，提高产品耐热性和散光性; 碳酸钙做纸浆材料，充分利用碳酸钙白度高、亲水性好、冲击强度高等特点。 有机膨润土 有机膨润土是脂肪烃、酯类、酮类等低、中、高极性溶剂体系油漆、油墨的流变助剂。有机膨润土在二甲苯。二甲苯—酯类（如醋酸丁酯），二甲苯—酮类（如环已酮）等中、高极性溶剂体系中，可不加活化剂自活化分散，在200#溶剂油，白油（矿物酒精）等脂肪烃低极性溶剂体系中需加活化剂助分散（活化剂95%乙醇，为有机土重量40-60%），在醇类高极性体系中（如丁醇），需加活化剂，如碳酸丙烯。 有机膨润土在高性能涂料\油墨\黏合剂\木器漆和塑料漆当中的应用非常广.主要可以改善触变性能及防流挂性,能非常有效的的提高油漆涂料中颜料和填料的悬置性能.在聚氨酯,醇酸树脂,丙烯酸树脂,不饱和树脂,硝基,油改性环氧等体系当中都可以应用. 滑石粉 滑石主要成分是滑石含水的矽酸镁，分子式为Mg3〔Si4O10〕( OH)2。滑石属单斜晶系。晶体呈假六方或菱形的片状，偶见。通常成致密的块状、叶片状、放射状、纤维状集合体。无色透明或白色，但因含

少量的杂质而呈现浅绿、浅黄、浅棕甚至浅红色；解理面上呈珍珠光泽。硬度1，比重2.7～2.8。 滑石具有润滑性、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性，如果Fe2O3的含量很高则会减低它的绝缘性。 塑料级滑石粉具有 1、高透明性：填充料本身的折光率与绝大多数合成树脂的折光率非常接近，所以填料的填量不影响成品的透明度； 2、硬度高：能提高产品的表面光滑性和耐磨耐刮性； 3、低吸油量：填充量大，有利於降低产品的制造成本； 4、易於分散：对各种树脂具有良好的浸润性，吸附性能好，易分散； 5、稳定性强：具有优良的耐候性和优良的抗腐蚀性。 硅灰石粉 优等硅灰石粉用于油漆涂料一些产品中，取代立德粉及部分钛白粉、进口Ｐ８２０做为充填剂，能改善涂层的流平性。硅灰石的粒子形状是涂料的很好悬浮剂，其沉淀物柔软分散，可做清洁型涂料的增强剂。由于它吸油量低。有很高的充填量，减少粘结物质的消耗，因而涂料的成本大幅度下降。硅灰石偏碱性，非常适用于聚乙酸乙烯涂料，使着颜色料分散均匀，它可以把适用酸性介质的颜料连接起来，也可以制成鲜艳的彩色涂料，表面有均匀分布的性能，喷涂性能良好。它做充填料，能改进钢涂层耐腐蚀能力。除用于水性涂料、聚乙烯醇缩甲

铝型材表面处理工艺类别

铝型材表面处理工艺类别、解析 铝型材表面处理主要分为：氟碳喷涂、粉沫喷涂、阳极氧化（阴极氧化）、电泳、电镀等。这些表面处理方法间有相同也有不同，相同点就是都是在型材表面增加了保护膜；不同在于氟碳喷涂、粉沫喷涂是靠静电加膜于型材表面，所以也称静电喷涂；阳极氧化、电泳是通过直流电的正负极以及形成膜的分子、原子以及离子的正负相吸移动附着于金属表面而形成的保护膜；电镀和阳极氧化、电泳工艺术有雷同处，所不同的是：被电镀的可以不是金属，电镀液由含有镀覆金属（锌、铬、镍等）的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。1，电镀可以对五金和塑胶进行处理,。2，电泳和阳极只能对导电物体进行处理。3，电镀和电泳均为对被处理物体表面增材料，换句话说,就是厚度增加，4，而阳极则为对物体进行去材料处理,也就是阳极后厚度会减小。 下面就型材表面处理做具体分析 一、氟碳喷涂和粉末喷涂（静电喷涂） （一）粉沫喷涂：粉沫喷涂的原料为：聚氨脂、聚氨树脂、环氧树脂、羟基聚脂树脂以及环氧／聚酯树脂，可配制多种颜色。粉沫喷涂的特点：喷涂设备有手工的，有自动吊挂式、施工简单、涂层厚度为30微米以上，抗冲击，耐磨擦，防腐蚀，耐候性等均好，涂料价格

比氟碳便宜。粉沫喷涂最大弱点是怕太阳紫外线照射，长期照射会造成自然退色，铝板向阳面和非向阳面几年后色差明显，一般为2-5年就产生明显色差。现在市场上出现名子叫彩色铝型材，用于铝门窗，就是用普通铝型材粉沫喷涂而成。使铝门窗颜色品种增加，同时也增强抗腐蚀能力。 粉沫喷涂的原料为：聚氨脂、聚氨树脂、环氧树脂、羟基聚脂树脂以及环氧／聚酯树脂，可配制多种颜色。粉沫喷涂的特点：喷涂设备有手工的，有自动吊挂式、施工简单、涂层厚度为30微米以上，抗冲击，耐磨擦，防腐蚀，耐候性等均好，涂料价格比氟碳便宜。粉沫喷涂最大弱点是怕太阳紫外线照射，长期照射会造成自然退色，铝板向阳面和非向阳面几年后色差明显，一般为2-5年就产生明显色差。现在市场上出现名子叫彩色铝型材，用于铝门窗，就是用普通铝型材粉沫喷涂而成。使铝门窗颜色品种增加，同时也增强抗腐蚀能力。 (二)另一种静电喷涂为液态喷涂，又称氟碳喷涂，属于高档次喷涂价格较高，在国外早已应用。在国内近二年来才大面积用于铝板幕墙，由于其优异的特点，越来越受到建筑业及用户的重视和青睐。氟碳喷涂具有优异的抗退色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨等)的腐蚀性，抗紫外线能力强，抗裂性强以及能够承受恶劣天气环境。是一般涂料所不及的。 1，氟碳喷涂的设备及工艺 氟碳涂料本身性能决定，喷涂设备必须保证有出色的雾化效果，

无机非金属材料总结(完整版)

第一章 1. 粘土的定义：是一种颜色多样，细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。 粘土是自然界中硅酸盐岩石（主要是长石）经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物，是多种微细矿物和杂质的混合体。 2. 粘土的成因：各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化，水解，热液蚀变等作用可变为粘土。一次粘土（原生粘土）风化残积型：母岩风化后残留在原地所形成的粘土。（深层的岩浆岩（花岗岩、伟晶岩、长石岩）在原产地风化后即残留在原地，多成为优质高岭土的矿床，一般称为一次粘土）。 二次粘土（次生粘土）沉积型：风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后，在低洼地方沉积而成的矿床，成为二次粘土。 一次粘土与二次粘土的区别： 分类化学组成耐火度成型性 一次粘土较纯较高塑性低 二次粘土杂质含量高较低塑性高 3. 高岭土、蒙脱土的结构特点： 高岭土晶体结构式：Al4[Si4O10](OH)8，1:1型层状结构硅酸盐，Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构，构成结构单元层。层间以氢键相连，结合力较小，所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。 蒙脱土（叶蜡石）是2:1型层状结构，两端[SiO4]四面体，中间夹一个[AlO6]八面体，构成单元层。单元层间靠氧相连，结合力较小，水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水，层间水的数量是可变的。 4. 粘土的工艺特性：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。 1)可塑性：粘土—水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生变形，形变过程中坯泥不开裂， 外力解除后，能维持形变，不因自重和振动再发生形变，这种现象称为可塑性。 表示方法：可塑性指数、可塑性指标 可塑性指数（w）：W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大，渗水性强，便于压滤榨泥。 W1塑限：粘土或（坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量。 W2液限：粘土或（坯料）由粉末状态进入流动状态时的含水量。 塑限反映粘土被水润湿后，形成水化膜，使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。 塑限高，表明粘土颗粒的水化膜厚，工作水分高，但干燥收缩也大。 液限反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小。W2上升表明颗粒很细，在水中分散度大，不易干燥，湿坯强度低。 可塑性指标：在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积，也可以以这时的相应含水率表示。 反应粘土的成型性能：应力大，应变小——挤坯成型；应力小，应变大——旋坯成型根据粘土可塑指数或可塑指标分类： i.强塑性粘土：指数＞15或指标＞3.6 ii.中塑性粘土：指数7～15，指标2.5～3.6 iii.弱塑性粘土：指数l～7，指标<2.5 iv.非塑性粘土：指数<1。 2)结合性：粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团，并且有一

常用材料表面处理

材料的表面处理 第一节概述 材料的种类很多，它们的组成、结构、性质及表面状态更是千差万别。由于不同产品对于其表面处理的效果和功能的要求不同，因此，材料表面处理所涉及的技术问题、工艺问题等也是十分广泛的，并与多种学科相关。本章仅从工业设计的特点出发，介绍几种表面处理工艺。 一、表面处理的功效 造型材料的种类很多，其中金属材料、木质材料和塑料则是最为常用的基本设计材料。从工业设计的特点出发，金属材料的强度高，加工性能较好，其加工表面具有金属光泽，表面较平滑；木材质轻，较易加工，其表面具有天然的木质纹理；塑料的来源丰富，品种很多，成型较方便，且价廉，质轻，透明性和着色性较好，是一种新颖的优良材料。这些材料，以及用它们制造成的产品，若不给以一定的表面处理，则在各种使用环境下，材料或制件的表面会受到空气、水分、日光、盐雾、霉菌和其他腐蚀性介质等的侵蚀，由于腐蚀、腐朽和老化作用，会引起材料或制件失光、变色、粉化及开裂等，从而出现破坏的后果。表面处理的功效就在于一方面保护产品，即保护材质本身赋予产品表面的光泽、色彩和肌理等而呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的安全性，由此有效地利用了材料资源；另一方面是根据设计的意图，给产品表面附加上更丰富的色彩、光泽和肌理等变化，使产品表面更有节奏感。此外，随着表面处理技术的发展，还可实现提高材料表面的硬度，并可赋予材料表面导电、憎水和润滑等特殊功效。 二、表面处理和加饰 从工业设计出发，表面处理的目的首先是美化产品的外观，也即按产品设计的要求调整其表面的色彩、亮度和肌理等。因此，材料本身具有的外观不符合设计要求时，必须采用适当的表面处理方法进行调整，以达到满足产品设计的要求。 三、表面加工 使金属材料加工成平滑、光亮、美观和具有凹凸模样的表面状态的过程称为表面加工，也即使金属材料表面恢复其本身具有的色泽、亮度和表面肌理特征而进行的处理，表面加工作为电镀和涂装的前处理也是重要的。 1．切削 切削是利用刀具对金属表面层进行加工的方法与铸造、锻造、压力加工等相比较，虽有切屑产生和材料废弃，但一般可迅速加工出高精度表面的产品。 2．研磨

无机矿物填料的作用

无机矿物填料的作用和地位 无机矿物填料的主要作用是增量、增强和赋予功能。 （1）增量添加廉价的无机矿物填料以降低制品的成本，例如，在塑料、橡胶、胶黏剂等中填充碳酸钙（包括重质碳酸钙和轻质碳酸钙）以降低有机树脂或高聚物的用量；在纸张中填充碳酸钙、滑石粉以减少纸浆或纸纤维的用量。这种无机矿物填料也被称为增量填充剂。 （2）增强提高高聚物基复合材料，如塑料、橡胶、胶黏剂等的力学性能（包括弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等）。无机矿物填料的增强主要取决于对其粒度或比表面积和颗粒形状。粒径小于5um的超细无机矿物填料和硅灰石、透辉石、透闪石、石棉等针状无机矿物填料及云母、滑石、高岭土、石墨等片状无机矿物填料具有一定和不同程度的增强或补强功能。一般来说，各种填料的增强效果顺序为：纤维填料＞片状填料＞球状填料。反之，各种填料在基料中的流动性顺序大致为：球状填料＞片状填料＞纤维填料。 （3）赋予功能无机矿物填料可赋予填充材料某些功能，如塑料和橡胶制品的尺寸稳定性、阻燃或难燃性、耐磨性、绝缘性或导电性、隔热或导热性、隔声性、抗菌性等；涂料的耐湿擦洗性、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、遮盖力、净化空气、调湿性等；纸品的优良吸墨性和印刷性等。此时，无机矿物填料的化学组成、晶体结构、光热、电、磁等性质以及比表面积和颗粒形状起重要的作用。无机矿物填料主要赋予复合材料的功能见表1-1。 表1-1赋予功能效果和相应的填料

无机矿物填料的地位 矿物填料在现代材料工业，如塑料、橡胶、胶黏剂、化纤、涂料、造纸、胶凝材料、建材等工业中具有重要地位，而且随着新材料工业，特别是复合材料工业的发展日益显得突出和重要，主要原因如下。 （1）它是在保证使用性能要求的前提下降低材料生产成本最有效的原料或辅料。由于无机矿物填料，特别是作为普通增量填料的碳酸钙、陶土、滑石粉等价格较低，而作为塑料制品、橡胶制品、胶黏剂、化纤、纸浆等基料的树脂价格显著高于无机矿物填料，因此，在这些制品中填充一定量的无机矿物填料可以在满足相关产品标准，保证使用性能要求的前提下，显著降低材料的生产成本。

铝型材表面处理工艺

表面处理简介 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层.在自然界中能达到稳定状态,增加机体的抗蚀性和增加产品的美观,从而提升产品的价值.表面处理种类的选择首先要从使用环境,使用寿命,人为欣赏的角度出发,当然经济价值也是考虑的核心所在. 表面处理的流程包括前处理,成膜,膜后处理.包装,入库.出货等工序,其中前处理包括机械处理,化学处理。 .机械处理包括喷吵,抛丸,打磨,抛光,打蜡等工序.机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平,补救表面其它外观不良现象. 化学处理使产品表面的油污锈迹去除,并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体,确保镀层有一个稳定状态,增加保护层的结合力,从而达到保护机体的作用。 第一章，铝材表面处理 一,铝材常见的化学处理有铬化,喷漆,电镀,化学镀,阳极氧化，电泳等工艺。.其中机械处理有拉丝,抛光,喷吵,打磨,等工艺： 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜,膜层厚度在0.5-4um,这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好,是电子产品的最好选项,如手机电池内导电

条,磁电设备等.该膜层适合所有铝及铝合金产品.但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂铝酸脱铬化包装入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求：1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2）膜层厚度0.3-4um。 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀,致密的氧化层,(Al2O3。6H2O俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV),如果特种产品可以做硬质阳极氧化,产品表面硬度可达400-1200HV,因而硬质阳极氧化是油缸,传动,不可缺的表面处理工艺.,另外这种产品耐磨性非常好,可做航空,航天相关产品的必用工艺.阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色,装饰性比硬质氧化要好的多.施工要点:阳极氧化对材质要求很严格,不同的材质表面有不同的装饰效果,常用的材质有6061,6063,7075,2024等,其中,2024相对效果要差一些,由于材质中CU的含量不同,因此7075硬质氧化呈黄色,6061,6063呈褐色,但普通阳极氧化6061,6063,7075没多大的差别,但2024就容易出现很多金斑.. 一，常见工艺 常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色,拉丝亮面本色,拉丝亮面染色,雾面拉丝染色(可染成任何色系).抛光亮面本色,抛光雾面本色,抛光亮

济南大学无机非金属材料工艺性能与测试期末复习重点.doc

材料工艺性能与实验期末复习重点 1.火山灰反应：材料木身不只备水硬性，但是在碱性条件下，其水硬性能够被激发，发生 水化反应产生强度。 2.当硅酸盐水泥混凝土建筑工程遇到硫酸盐侵蚀的条件，应如何调整？ 答：⑴减少熟料中的GA的含量； ⑵增加活性混合才掺量，减少水化产物中03（014）2的含量； ⑶增加水泥细度，提高水泥混凝土的致密度； ⑷使用抗硫酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。 3.水泥的三个率值：石灰石饱和系数、硅率、铝率。 IM铝率乂称铁率，其数学表达式为：IM = Al2O3/Fe2O3铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比，也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。 硅率表示熟料中氧化硅含量氧化铝、氧化铁之和的质量比。（表示熟料中硅酸盐矿物 与熔剂矿物的比例。）SM=———— ^2°3 + Fe2°3 K H =CaO-' 65Al:O r035Fe A石灰饱和系数KH是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙 2.8S Z O2 （C3S + C25 ）所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值。（即KH表熟料中二氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度. 4.碳酸钙滴定值的测定意义及测定原理： （1）测定原理：水泥生料中所有的碳酸盐（包括碳酸钙、碳酸镁）均能与标准盐酸溶液作用，生成相应的盐与碳酸（又分解为（：02与1420）,然后用NaOH标准溶液滴定过剩的盐酸， 根据消耗XaOH标准溶液的体积毫升数与浓度、计算生料中的碳酸钙的滴定值。 ⑵测定意义：①水泥生料的主耍成分是石灰石，提供所需的CaO量，以确保熟料中形成足够 的C3S;②控制生料中CaO含量，亦即控制KH;③控制生料成分的均匀性；④是对生料质量控 制的主要项目之一，可以很好地控制水泥的连续化生产。。 5.游离氧化钙：游离氧化钙是指熟料中没有以化合状态存在而是以游离状态存在的氧化钙，又称游离石灰（f-CaO）o 6.为什么过量的游离氧化钙会引起水泥安定性不良？ 答：游离氧化钙水化很慢，在水泥浆体硬化后体积继续膨胀，造成硬化水泥局部膨胀应力。因而若游离氧化钙过量，会使水泥的强度下降，造成水泥的安定性不良。 7.为什么过量的游离三氧化硫会引起水泥的安定性不良？ 答：水泥熟料在粉磨过程中，必须加入适量的石膏起到缓凝作用，石膏和C3A反应生成钙矶石，包裹在C3A表面，阻止了快速水化和闪凝，AFt （钙矾石）形成需要大量结晶水， 如果水泥中含有过量的S03,水化后会有该反应，在硬化后的水泥中产生针棒状的Aft 晶体， 造成水泥体积膨胀，从而造成水泥安定性不良。

矿物填料在涂料中的应用特性

矿物填料在涂料中的应用特性 1.概述 涂料是一种呈现流动状态或可液化之固体粉末状态或厚浆状态的，能均匀涂覆并且能牢固地附着在被涂物体表面，并对被涂物体起到装饰作用、保护作用及特殊作用，或几种作用兼而有之的成膜物质。 涂料产品除油漆之外，还包括了利用各种合成树脂、乳液等为主要原料生产的溶剂型涂料、乳胶型涂料、水溶性涂料、粉末状涂料等。 涂料中的无机填料又称体质颜料，有时也称颜料增量剂，可分为非功能性填料和功能性填料。前者主要起增量作用，以降低涂料的原材料成本；后者除具有增量作用外，还具有改进涂料或涂膜的某些性能的功能，如控制流变性、改进附着力、控制光泽、提高遮盖力、防止腐蚀和优化颜料积浓度等。 涂料是无机填料的主要用户之一，目前世界上涂料产量约2300万吨/年，共消费填料约600万吨/年。我国已成为世界上的涂料生产大国之一，目前生产的涂料约300万吨/年，大约消耗无机填料80万～100万吨/年。 2.填料在涂料中的功能和要求 涂料中的填料（体质颜料），通常是白色或稍带颜色的，折射率小于1.7的一类颜料。 它具有涂料用颜料的基本物理和化学性能，但由于折射率与成膜物质相近，因而在涂料中是透明的，不具有着色颜料的着色力和遮盖能力，是涂料中不可缺少的一种颜料。由于填料绝大多数来自天然矿石加工产品，其化学稳定、耐磨、耐水等特性好，且价格低廉，在涂料中起骨架作用。通过填充增加涂膜的厚度，改善涂膜力学性能，并能起耐久、防腐蚀、隔热、消光等作用。另一方面把它作为降低涂料制造成本的一种途径，利用其价廉、价格远远低于彩颜料，在满足漆膜遮盖力的前提下，适当添加体质颜料来补充彩色颜料在漆中应有的体积。 涂料中使用填料，降低成本不是唯一作用。填料所起的主要作用与功能是：①在涂料中起骨架、填充作用，增加漆膜厚度，使漆膜丰满坚实；

铝合金表面处理培训资料

第一篇:铝合金阳极氧化与表面处理技术 第1章:引论 铝合金阳极氧化目的:提高工件的表面硬度、及耐磨、耐腐蚀等性能，绝缘性能好，可以着色能显著改变和提高铝合金的外观和使用性能。铝合金通过化学预处理，还可以进行电镀、电泳、喷涂等，赋予铝合金表面以金属镀层或有机聚合物涂层，进一步提高铝合金的装饰和保护效果。 1.2 铝合金表面处理技术 铝合金表面处理技术有：表面机械预处理（机械抛光或扫纹等）、化学预处理或化学处理（化学转化或化学镀）。电化学处理（阳极氧化或电镀等）、物理处理（喷涂、搪瓷珐琅化及其他物理表面改性技术）等。 现举例：通用工业用铝合金部件（机械部件、电器部件等）阳极氧化处理流程： 脱脂碱洗出光封孔 硬质阳极氧化法 1.3 铝合金与阳极氧化 不同成分的铝合金分别适合于不同目的的阳极氧化，比如铝-铜合金的阳极氧化性能（尤其是光亮阳极氧化）一般不好，铝合金的成分和含量与阳极氧化难易程度的关系见下表

第2章铝的表面机械处理 铝及其合金制品的外观和适用性在很大程度上取决于精饰前的表面预处理，机械处理是表面预处理的主要方法之一。 机械处理一般分为： 抛光（磨光、抛光、精抛或者镜面抛光），喷砂（丸）、刷光、滚光等方法 机械处理的目的： 1）提供良好的表观条件，提高表面精饰质量 2）提高产品品级 3）减少焊接的影响 4）产生装饰效果 5）获得干净表面 目前我公司采用的机械处理方式是：喷砂及拉丝 喷砂的规格常采用80#或100#砂，部分采用320#砂 拉丝的规格常采用150#或180# 第3章化学抛光和电化学抛光 光亮阳极氧化只有采用特殊的化学抛光和电化学抛光处理，才能保证在阳极氧化后有高镜面的表面质量 常用的化学抛光工艺：磷酸—硫酸—硝酸 常用的电化学抛光工艺：硫酸—铬酸、磷酸—硫酸—铬酸以及碳酸钠—磷酸三钠等