日本进口改性剂怎么用
1. 硅灰石(Wollastonite)
一、概述
硅灰石是一种天然产出的偏硅酸钙(Ca3[Si3O9]),理论化学成分CaO48.3%、SiO251.7%。其中的Ca2+离子易被少量的Fe2+、Mn2+、Mg2+、Sr2+等离子呈类质同象形式替代。硅灰石有三种同质多象变体:两种低温相变体,即三斜晶系硅灰石和单斜晶系副硅灰石;一种高温相即假硅灰石。硅灰石与假硅灰石的转化温度为(1120±20)℃,转化较缓慢,随着温度升高,转化时间将明显缩短。自然界常见的硅灰石主要是低温三斜硅灰石,其他两种象变体很少见。
硅灰石晶体沿b轴多发育为柱状、针状,其长度与直径比值即长径比为(10~7):1,比值高的可达(15~13):1。硅灰石热膨胀特点是沿b轴膨胀系数(25~800℃为6.5×10-6℃-1)低,膨胀随温度改变呈线性变化。假硅灰石的热膨胀系数为11.8×10-6℃-1,明显高于硅灰石的热膨胀系数。因此在硅灰石质陶瓷的烧成过程中应避免硅灰石向假硅灰石的转变。硅灰石的物理-化学性质见表3-6-1。
表3-6-1硅灰石的主要物化性质
在高温加热条件下,硅灰石的化学性质活泼,可与高岭石等矿物发生固相反应,与陶瓷工业有关的反应包括:
河南省非金属矿产开发利用指南
河南省非金属矿产开发利用指南
由于硅灰石具有针状晶体、低热膨胀系数、低吸油率、色白、绝缘性好、高温化学性质活泼等特点,使其应用在陶瓷工业、填料工业等领域中。
二、资源概况和矿石类型
1.资源概况
硅灰石的成因类型有五种,其中有工业价值的是接触变质类型和区域变质作用类型。接触变质生成的硅灰石产于岩浆侵入体与碳酸盐岩的接触带,由SiO2和CaCO3反应而成。区域变质作用生成的硅灰石是由含钙质的岩层如石灰岩、大理岩经区域变质作用形成。
目前世界各国已查明的硅灰石储量约2亿吨,远景储量约4亿吨。在20多个硅灰石产出国中,美国、印度和墨西哥三国硅灰石矿总储量约占世界已探明总储量(不包括中国)的三分之二。
美国纽约州阿迪龙朗克山北东侧是世界硅灰石重要产地,在该州的威尔斯博罗地区有福克斯诺尔、刘易斯和狄尔赫德三个主要矿床。
墨西哥的硅灰石矿床主要产在萨卡特卡斯和恰帕斯两个州。
印度的硅灰石主要产在拉贾斯坦邦和中央邦,其中有的矿床矿石品位高达96%~97%。
我国的硅灰石矿资源丰富,远景储量为0.5亿~1.0亿吨,探明储量仅次于印度,居世界第二位。我国硅灰石产地比较集中,主要分布在吉林省,占全国总储量44.7%,江西省占17%,青海占13.4%,辽宁占10.3%,其他主要分布在湖北、安徽、浙江、江苏、云南、福建等省。我国硅灰石矿成矿条件好,矿体规模大,成分简单,较富。吉林梨树大顶山硅灰石矿床是我国目前规模最大的矿床。此外,吉林磐石长崴子硅灰石矿床,湖北大冶小箕铺硅灰石矿床规模也较大。
硅灰石矿床的一般工业要求见表3-6-2,开采技术条件见表3-6-3。
表3-6-2硅灰石矿床一般工业指标
注:①视矿石质量优、差取上、下限;②手选矿石块度要求,暂按直径≥4cm计。
表3-6-3硅灰石矿床开采技术条件
2.矿石类型
硅灰石矿石类型主要有大理岩型和夕卡岩型两大类。美国的威尔斯鲍罗、刘易斯、格尔赫德硅灰石矿,印度别尔卡巴赫硅灰石矿等是夕卡岩型。墨西哥拉布兰卡硅灰石矿,芬兰拉彭兰塔硅灰石矿等是大理岩型。我国主要硅灰石矿石类型见表3-6-4。国内外部分硅灰石的化学成分分析见表3-6-5。
表3-6-4我国主要硅灰石矿石类型
三、硅灰石的主要用途及质量标准
由于硅灰石具有许多优异的物化性质,使其被广泛应用于陶瓷工业、化学工业、冶金工业等各工业部门(见表3-6-6)。
迄今为止,硅灰石主要应用于陶瓷工业。其中又以作釉面砖为主,以及生产特种的无线电陶瓷和低介电损耗绝缘体陶瓷等。硅灰石之所以成为陶瓷的重要原料,是由下列因素决定的。
在传统生产陶瓷工艺中,是以铝硅为主要体系的原料,生成的物相以莫来石为主。需采用高温(1250~1300℃)、长周期(30h以上)的烧成工艺。在坯体中加入一定量的硅灰石,构成了以硅-铝-钙为主要成分的低共熔体系,生成的物相主要是钙长石。硅灰石同时是助熔剂,降低了坯体的老化点,整个坯体的快速烧结物均匀一致。因此,硅灰石降低了陶瓷生产的烧成温度,缩短了烧成时间。
表3-6-5国内外部分硅灰石的化学成分分析
表3-6-6硅灰石的主要用途
硅灰石的针状晶体为生坯提供水分快速排出的通道,干燥速度加快,从而易压制成型,不分层。焙烧时,硅灰石针状体的不熔残渣构成了阻止坯体体积变化的致密骨架,冷却时,烧结料结晶将它们之间的针状体牢固粘接。坯体具有多孔和网状结构。硅灰石低的热膨胀系数和线性膨胀的特点,有利于坯体抗热冲击。
美国、原苏联等国都已对硅灰石在釉面砖上的应用进行了大量的研究工作。美国年产硅灰石约6万~7万t,其中一半用于釉面砖生产。以硅灰石为主要原料的釉面砖,实现低耗能低温快烧的新工艺,可节省燃料约30%~50%,被誉为节能原料。
在冶金工业中,硅灰石主要用作生产模铸硅钢保护渣和板坯连铸保护渣。武汉钢铁公司钢铁研究所等单位研制的以硅灰石为主要原料的保护渣,可替代从日本进口的“浮光40”保护渣。以天然硅灰石为基料板坯连铸粉状和颗粒状保护渣,具有化学性质十分稳定,含Al2O3很低的特征,能起到稳定连铸操作和改善连铸坯质量的作用。
硅灰石作为电焊条药皮配料,在电焊工业中得到应用,特别适合用来制造高钛型低炭钢电焊条。硅灰石微粉和超细微粉被用于塑料、橡胶、造纸、油漆工业中作填料和涂料,不仅降低了产品成本,而且明显改善了产品的物理-化学性能,尤其是机械力学性能。预计今后作工业填料和涂料用的硅灰石微粉和超细微粉用量将以每年10%的速度增加。
目前我国仅国家建材局于1994年颁布了硅灰石产品质量标准,标准号为JC/T535-94。一些主要的硅灰石产区或企业根据用户要求制定了一些地方或企业标准。
陶瓷、油漆、涂料、冶金、电焊条等应用领域对硅灰石产品质量要求分别见表3-6-7~表3-6-10。
吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿和针状硅灰石粉质量标准见表3-6-11和表3-6-12。
表3-6-7陶瓷工业用硅灰石产品的质量要求
注:建筑陶瓷用硅灰石,一般要求硅灰石矿物含量>60%。
表3-6-8油漆、涂料用硅灰石产品质量要求
表3-6-9冶金保护渣用硅灰石产品质量要求
表3-6-10电焊条工业对硅灰石产品质量要求
表3-6-11吉林梨树硅灰石矿业公司出口硅灰石块矿质量标准
表3-6-12H-G系列针状硅灰石粉
吉林四平市硅灰石企业标准(吉Q/SS124-85)适用于油漆涂料、塑料、橡胶、陶瓷等行业,见表3-6-13~表3-6-15。
表3-6-13吉林四平市硅灰石产品规格
表3-6-14吉林四平市硅灰石的技术要求
表3-6-15吉林四平市涂料级硅灰石粉的技术要求
注:以上产品指标,可根据用户特殊要求,双方协商。
湖北大冶非金属矿公司的硅灰石产品质量标准见表3-6-16。国外硅灰石一般工业要求见表3-6-17。美国出售硅灰石的粒度要求见表3-6-18。
表3-6-16湖北大冶非金属矿公司硅灰石产品质量标准
表3-6-17国外硅灰石一般工业要求
表3-6-18美国出售硅灰石的粒度要求
四、硅灰石矿石的选矿和超细粉碎
1.硅灰石矿石的选矿提纯
硅灰石属接触变质矿物,与其共生的主要矿物有方解石、透辉石、石榴子石、透闪石、符山石、石英、黄铜矿、斑铜矿等,硅灰石的选矿方法随着矿石类型不同而有所不同。手选、光电拣选、磁选、浮选、重选等方法广泛应用于硅灰石的加工工艺中。硅灰石的主要选矿方法和原则流程见表3-6-19和表3-6-20。
列举两个实例说明硅灰石矿石的选矿。
表3-6-19硅灰石的主要选矿加工方法
表3-6-20硅灰石的主要选矿工艺原则流程
例1梨树硅灰石矿的选矿工艺
该矿位于吉林省梨树县内。矿石中硅灰石含量为46.50%,方解石41.23%,透辉石3.49%,石英6.67%。在矿石中,硅灰石晶体内有透辉石和石英包体,方解石则呈不规则状分布于硅灰石颗粒及其裂隙之间。根据原矿性质,采用单一浮选流程选别硅灰石。根据硅灰石与方解石、石英的可浮性不同,采用反浮选方法对硅灰石进行选别,选矿流程见图3-6-1。
图3-6-1梨树硅灰石矿连选试验流程
方解石精矿含方解石95.71%,产率38.78%;硅灰石精矿含硅灰石87.20%,产率44.48%。
例2威尔斯鲍罗硅灰石选矿厂
选矿厂位于美国纽约州威尔斯鲍罗。矿石主要矿物组成为硅灰石、钙铁石榴子石、透辉石、少量方解石。矿石中硅灰石含量为55%~65%,钙铁石榴子石和透辉石的含量为10%~20%。根据矿石性质,采用单一强磁选工艺流程使硅灰石和钙铁榴石及透辉石分离。工艺流程见图3-6-2。
2.硅灰石的超细粉碎
图3-6-2威尔斯鲍罗硅灰石选矿流程
硅灰石作为高档无机工业填料,必须深加工成针状超细粉料。国外多采用气流磨对硅灰石精矿进行超细粉碎,产品中高长径比、高比表面的粉量增多。80年代末,吉林梨树硅灰石矿业公司从Alpine公司引进两台630AFG流化床式气流粉碎机,用于生产-10μm的硅灰石超细微粉。随后,该公司与武汉工业大学合作,实现了这种设备国产化,研制成与630AFG性能相同的LPM-680气流磨,并建成了年产200t的超细硅灰石粉生产线,生产线工艺流程见图3-6-3。给料粒度325目,产量280.6kg/h,10μm通过率97.7%。
硅灰石超细粉碎产品有800、1250、2500目等。也可以根据用户的需要加工出平均粒度为10、5、2、1μm级的产品。
五、硅灰石粉料的表面改性
图3-6-3超细硅灰石生产线工艺流程
1—颚式破碎机;2—传送带;3—颚式破碎机;4—除尘器;5—提升机;6—料仓;7—风机;8—提升机;9—料仓;10—磨机;11—旋流分级机;12一风机;13—提升机;14—料仓;15—风送系统;16—料仓;17—螺旋输送机;18—空压机;19—冷凝器;20—储气罐;21—LPM气流磨;22—收集器;23—风机
粉体表面改性(Surface modification or Surface treatment)是指用物理、化学、机械等方法对粉体物料表面进行处理,根据应用的需要有目的地改善或完全改变物料的物理技术性能或表面物理化学性质,如表面晶体结构和官能团、表面能、表面润湿性、表面吸附和反应特性等,以满足现代新工艺和新技术发展对新材料的需要。粉体的表面处理改性既是一门新技术,又是一门新学科。对于非金属矿物,表面改性能提高其使用价值和开拓应用领域,是最重要的深加工技术之一。
在塑料、橡胶、胶粘剂等高分子材料工业及复合材料领域中,无机矿物填料占有很重要的地位,不仅可以降低生产成本,而且明显改善产品的物理化学性能,如机械力学性能、阻燃性、绝缘性等。但是由于无机矿物与基质,即有机高聚物或树脂等具有不同的膨胀系数、表面张力、抗弯模数等性质,在二者接触处,明显表现出不相容性,因此接触界面是最薄弱的部位,易发生分离。由于相容性差,无机矿物填料难以在基质中均匀分散,直接或过多地填充往往容易导致产品的某些力学性能下降以及易脆化等缺点。因此,用无机矿物作填料,除了对其粒度、粒度分布、颗粒形状有要求外,还必须对矿物填料表面进行改性,提高其与基质,即有机高聚物或树脂的相容性和分散性,以增强产品的机械强度和综合性能。
用来对矿物表面进行改性的化学试剂称为表面改性剂。表面改性剂分为无机试剂和有机试剂两大类。无机试剂主要是一些无机颜料,如铁、钛、铬等的氧化物或含氧盐等。有机表面改性剂的种类较多,主要包括偶联剂类、脂肪酸(或胺)类、烯烃低聚物类以及各种树脂类等。由于矿物填料的种类不同,改性目的不同,所选用的表面改性剂亦不同。
1.矿物填料的有机表面改性剂
1)偶联剂
又称为架桥剂,是一种具有两性结构的物质。它们分子中的一部分基团可与矿物填料表面的各种化学基团反应,形成强有力的化学键合;另一部分基团则有亲有机物的性质,可与有机高分子发生化学反应或形成物理缠绕,在无机矿物与有机高分子之间形成具有特殊功能的“分子桥”,从而把两种性质差异很大的材料牢固结合起来,形成新型的复合材料。
偶联剂是目前应用最广泛的表面改性剂,它适用于各种不同的有机高分子和无机矿物填料的复合材料体系。经偶联剂进行表面处理的无机矿物填料,抑制了填充体系“相”的分离,即使增加填充量,仍可较好地均匀分散,从而改善了制品的综合性能,特别是抗张强度、冲击强度、柔韧性和挠曲强度等。按偶联剂的化学结构可分为硅烷类、钛酸酯类、锆类和有机铬络合物四大类。下面简要介绍前三类。
(1)硅烷偶联剂硅烷偶联剂是研究得最早应用最广的偶联剂,是由美国联合碳化物公司为发展玻璃纤维增强塑料而开发出来的,至今已有40年的历史。
硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物。其通式为RSiX3,式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团,如氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基、丙烯酰氧基等;X代表能够水解的烷氧基(如甲氧基、乙氧基)或氯。在进行偶联时,X基首先水解形成硅醇,然后再与矿物表面上的羟基反应,形成氢键并缩合成—SiO—M共价键(M表示无机矿物填料表面)。同时,硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚,形成网状结构的膜覆盖在填料表面,使无机填料有机化。现以甲氨基硅烷偶联剂为例,其偶联作用过程为:
河南省非金属矿产开发利用指南
偶联剂的另一端的R可与聚合物发生反应形成牢固的化学键合。这种化学反应取决于R基的性质和树脂的种类。以环氧硅烷为例,与环氧树脂反应
河南省非金属矿产开发利用指南
硅烷偶联剂可用于许多无机矿物填料的表面改性,其中对含硅酸成分较多的石英粉、玻璃纤维、白碳黑等的效果最好,对高岭土、水合氧化铝效果也较好,对不含游离酸的碳酸钙效果欠佳。硅烷偶联剂产品牌号和品种分类见表3-6-21。
表3-6-21硅烷偶联剂产品牌号和品种分类
续表
续表
(2)钛酸酯偶联剂钛酸酯偶联剂是美国肯里奇(Kenrich)石油化学公司70年代开发成功的一类新型偶联剂。它有独特的结构,对热塑性聚合物与干燥填料有良好的偶联效能。
钛酸酯偶联剂的分子结构分为6个功能区,每个功能区都有其特点,在偶联过程中发挥各自的作用。
钛酸酯偶联剂的通式和6个功能区:
偶联无机相·亲有机相
河南省非金属矿产开发利用指南
式中:1≤M≤4,M+N≤6;R—短碳链烷烃基;R′—长碳链烷烃基;X—C、N、P、S等元素;Y—羟基、氨基、环氧基、双键等机团。
各功能区说明如下:功能区1[(RO)M—]—与无机填、颜料偶联作用的基团;
功能区2(Ti—O……—)—酯基转移和交联功能;
功能区3(X—)—联结钛中心带有功能性的基团;
功能区4(R—)—长链的纠缠基团——适用于热塑性树脂;
功能区5(Y—)一固化反应基团——适用于热固性树脂;
功能区6(N—)—非水解基团数。
(RO)M为钛酸酯与矿物填料进行化学键合的官能团,它可与矿物表面结构水和H+作用,形成包围矿物的单分子层。Ti—O部分为钛酸酯的有机骨架,可与聚合物的羧基之间进行相互交换,起酯基和烷基转移和交联作用。X部分是和分子核心钛结合的基团,对钛酸酯的性质有重要影响,具体可分为磷酸酯、五磷酸酯、羧基酸、磺酸基等。
钛酸酯偶联剂按其化学结构可分为三种类型:单烷氧基型、螯合型和配位型。
单烷氧基型这一类品种最多,价格适中,广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂工业。这类偶联剂的典型是三异硬脂酰基钛酸异丙酯(TTS)。除含乙醇胺基和焦磷酸酯基的单烷氧基型外,大多数品种耐水性差,适用于不含游离水,仅含化学键合水和物理键合水的干燥矿物填料体系,如碳酸钙、水合氧化铝等。单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理见图3-6-4。
图3-6-4单烷氧基钛酸酯与无机填料的作用机理
焦磷酸型钛酸酯偶联剂耐水性好,适用于中等含水的无机填料,如高岭土、滑石粉等。焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理见图3-6-5。
图3-6-5焦磷酸型钛酸酯处理湿填料的吸湿机理
螯合型这类偶联剂适用于高湿无机填料和含水聚合物体系,如高岭土、滑石粉、水处理玻璃纤维、炭黑等。一般的单烷氧基型钛酸酯水解稳定性差,在高湿体系中偶联效果差。螯合型钛酸酯偶联剂具有极好的水解稳定性,适于在高湿状态下使用。根据螯合环的不同,这类偶联剂分为两种基本类型:螯合100型和螯合200型。前者螯合基为氧代乙酰氧基;后者螯合基为二氧乙撑基。它们的偶联机理见图3-6-6和图3-6-7。
图3-6-6螯合100型与填料的偶联机理
图3-6-7螯合200型与填料的偶联机理
配位体型四价钛酸酯在一些体系中存在副反应,如在环氧树脂中与羟基反应,在聚酯中的酯交换反应等。配位体型钛酸酯中的钛原子由4价键转变为6价键,降低了钛酸酯的反应活性,提高了耐水性。因此,配位体型钛酸酯偶联剂可在溶剂型涂料或水性涂料中使用。配位体型钛酸酯偶联剂与填料的偶联机理见图3-6-8。
图3-6-8配位型偶联剂与填料的作用机理
国内外钛酸酯偶联剂主要品种见表3-6-22。
表3-6-22国内外钛酸酯偶联剂主要品种对照
(3)锆铝酸盐偶联剂锆类偶联剂是美国Cavedon化学公司于80年代开发的一类新型偶联剂,其商品名称为“CavcoMod”,它是以水合氯化氧锆(ZrOCl2·8H2O)、氯醇铝(Al2OH5Cl)、丙烯醇、羧酸等为原料合成的。锆铝酸盐偶联剂分子中含有两个无机部分和一个有机功能配位体。由于分子中无机特性部分的比重大,因此具有更多的无机反应点,使偶联剂有良好的羟基稳定性和水解稳定性。根据分子中的金属含量(即无机特性部分的比重)和有机配位基的性质,将已商品化的锆铝酸盐偶联剂分为7类(见表3-6-23),分别适用于聚烯烃、聚酯、环氧树脂、尼龙、丙烯酸类树脂、聚氨酯、合成橡胶等不同的聚合物,对于矿物填料,可用于碳酸钙、二氧化硅、高岭土、三水合氧化铝、氧化钛等的偶联改性。锆铝偶联剂性能较好,价格较便宜,在很多情况下可代替硅烷偶联剂。
表3-6-23锆类偶联剂(Cavco Mod)的品种
2)高级脂肪酸及其盐类改性剂
(1)高级脂肪酸及其盐类高级脂肪酸属于阴离子表面活性剂,其分子通式为RCOOH。分子的一端为长链烷基(C16~C18),这种结构与聚合物分子结构相近似,尤其是与聚烯烃分子结构相近,因而与聚合物基料有一定的相容性。分子的另一端为羧基或其金属盐,可与矿物填料表面发生一定的化学反应和物理吸附。因此,用高级脂肪酸及其金属盐处理矿物填料时,具有类似于偶联剂的作用。
常用的高级脂肪酸及其金属盐类的表面改性剂有硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌等。高级脂肪酸的胺类、酯类与其金属盐类近似,亦可作表面改性剂。
(2)不饱和有机酸类不饱和有机酸分子具有一个或多个不饱和双键及一个或多个羟基,碳原子数一般在10个以上。常见的不饱和有机酸有丙烯酸、马来酸、衣康酸、醋酸乙烯、醋酸丙烯等。带有不饱和双键的有机酸,对含碱金属离子的矿物填料进行表面改性,具有良好的处理效果。由于分子中存在不饱和双键,在和基体树脂复合时,在残余引发剂或热能、机械能作用下,双键打开,与基体树脂发生“接枝”、交联等一系列化学反应,使矿物填料与树脂较好地结合在一起,提高了产品的物理机械性能。
3)有机低聚物
(1)聚烯烃低聚物聚烯烃低聚物主要品种有无规聚丙烯和聚乙烯蜡。聚烯烃低聚物有较高的粘附性能,可以和无机填料较好地浸润、粘附、包裹。同时因为基本结构和聚烯烃相似,能与聚烯烃很好地相容结合。因此,聚烯烃低聚物广泛应用于聚烯烃类复合材料中无机填料的表面处理。
(2)聚乙二醇用聚乙二醇包覆处理硅灰石可显着改善聚丙烯(PP)缺口的冲击强度和低温性能。
2.表面改性剂的选择及用量
目前市场上已有几百种表面改性剂供选择,其选择过程是一个复杂的过程。对于同一种无机矿物填料,影响其填充效果的主要因素有颗粒的形状、粒径大小和粒度分布、填料表面性质等。填料的粒径越小,其补强效果越好。如用325目和2500目碳酸钙作半硬质PVC填料,后者比前者强度提高30%。纤维状、片状填料有助于提高制品的机械强度。在填料粒径、形状确定的情况下,考查填料表面改性效果的主要判据是填料与有机聚合物基体结合的牢固程度、填加量的多少,产品的各种物理-化学性能是否提高了等。这些与表面改性剂的选择和表面改性工艺过程有关。表3-6-24列出了各种表面改性剂的适用范围。
表3-6-24表面改性剂的适用范围
表面改性剂的用量一般为无机填料量的0.5%~3%。对于某些偶联剂类,可通过计算得到理论加入量。以硅烷偶联剂为例,计算公式为:
河南省非金属矿产开发利用指南
式中:W为硅烷偶联剂用量(g);W1为欲改性的矿物填料重量(g);S1为矿物填料的比表面积(m2/g),可实测获得;S2为偶联剂的最小包裹面积(m2/g),由生产厂家提供。
表3-6-25给出了KH系列硅烷偶联剂的最小包覆面积。
表3-6-25KH系列硅烷偶联剂最小包覆面积
在生产和试验中主要采用“活化指数”来表征表面处理的效果。无机矿物填料或颜料粉体相对密度较大,而且表面呈极性状态,在水中自然沉降。经表面改性处理后的无机填料粉体表面由极性变为非极性,对水呈现出较强的非浸润性,不沉降。根据上述现象,提出“活性指数”,用H表示,其含义为:
河南省非金属矿产开发利用指南
由上式可见:未经表面活化处理的无机粉体,H=0,活化处理最彻底时,H=1.0,H变化范围为0~1.0。将改性样品放入清水中搅拌10min,然后观察是否有沉淀和沉淀多少,如果在2天内无沉淀或沉淀很少,说明改性成功。改性剂的用量可根据“活化指数”来确定。最佳用量应是表面改性剂在颗粒表面上覆盖单分子层的用量。大于此量,则将形成多层物理吸附的界面薄弱层,从而导致填充物的强度下降;低于最佳用量,则填料颗粒表面改性处理不完全。
液态表面改性剂使用前应稀释,固态表面改性剂应配制成溶液。由于硅烷偶联剂与水的作用是偶联作用的基础,大部分硅烷经水解后成为水溶液。因此,常用水作稀释剂配成溶液使用。一般采用酸性溶液水解硅烷,常用的酸有盐酸、醋酸、月桂酸等。对于水解产物易缩合的硅烷,其水溶液应在使用前临时配制。
钛酸酯偶联剂用惰性溶剂,如白油、石油醚、变压器油等稀释,配成一定浓度的溶液。
锆类偶联剂的溶剂见表3-6-23。
用丙酮溶解硬脂酸制成溶液。
3.矿物填料表面改性工艺及设备
对矿物填料表面进行改性的方式有两种。一种是矿物填料预先涂敷处理改性工艺,在填料与树脂基料混合之前,先对矿物填料表面改性。另一种是所谓的整体处理工艺,将矿物填料和改性剂一起加入到树脂基料中进行混合处理。
预先涂敷处理改性工艺所用的主要设备是高速混合(捏合)机(图3-6-9)。
图3-6-9高速混合(捏合)机结构
1—回转盖;2—混合锅;3—折流板;4—搅拌叶轮;5—排料装置;6—驱动电机;7—机座
高速混合机工作时,高速旋转的叶轮使物料连续地螺旋状上、下运动,物料运动速度很快。快速运动着的颗粒之间相互碰撞、摩擦,使团块破碎,物料温度相应升高,使物料均匀分散和对改性剂均匀吸附。工作原理见图3-6-10。
高速混合机的改性效果主要与叶轮的形状和回转速度、物料的温度、物料在混合室内的充满程度(即填充率)、混合时间、改性剂的加入方式和用量等因素有关。
填充率一般为0.5~0.7,对于高位式叶轮,填充率可达0.90
温度是影响最终改性效果的重要因素之一,对于不同的矿物填料和所用的表面改性剂,加热温度高低也不同。
图3-6-10高速混合(捏合)机的工作原理
1—回转盖;2—外套;3—折流板;4—叶轮;5—驱动轴;6—排料口;7—排料气缸;8—夹套
部分国产高速混合机主要技术参数见表3-6-26。
表3-6-26部分国产高速加热混合(捏合)机主要技术参数及生产厂家
4.硅灰石填料
重碳酸钙、重晶石、滑石、硅灰石等被称为白色非金属矿物颜料、填料。其中,由于硅灰石具高长径比和色泽白的特点,使其成为白色非金属矿物填料的佼佼者。用经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂表面改性的硅灰石粉料作填料,可明显改善产品的性能。如作聚碳酸脂填料,其弹性模量是未填充时的3倍,强度大约增加15%,填充到聚乙烯、聚丙烯中,产品的拉伸强度、弯曲强度等机械力学性能明显提高。表3-6-27和表3-6-28列出了硅灰石充填PVC硬板和尼龙1010的性能。
表3-6-27硅灰石充填PVC硬板性能
表3-6-28不同矿物填充尼龙1010性能对比
西北油漆厂用硅灰石粉代替部分钛白粉或滑石粉,成功地应用到涂料中。
主要参考文献
[1]《非金属矿工业手册》编辑委员会,非金属矿工业手册(上、下册),冶金工业出版社,1992。
[2]郑水林,粉体表面改性.中国建材工业出版社,1995。
[3]李英堂等,应用矿物学,科学出版社,1995。
[4]孙宝岐等,非金属矿深加工,冶金工业出版社,1995。
[5]《矿产资源综合利用手册》编辑委员会,矿产资源综合利用手册,科学出版社,2000。
[6]刘伯元,硅灰石深加工及其产品在塑料中的应用,非金属矿,1997.3期,P21~24。
[7]李晓琴等,硅灰石质瓷质坯体焙烧过程物相变化研究,非金属矿,1999.1期,P12~13。
2. 防水涂料用的改性沥青中各种改性剂分别起什么作用胶粉、SBS、重油、10号沥青、滑石粉等的各自作用。
首先胶粉、SBS、重油、滑石粉都是改性沥青过程中的助剂。10号沥青是改性沥青的主要原材料,一般防水涂料改性沥青用的沥青是高标号与低标号沥青混配出来的(要有合适的软化点、针入度和延度)。
1.先说加10沥青,在改性沥青涂料中,沥青的性能对改性沥青有很大影响。
①用于改性沥青涂料的沥青软化点不能过高或过低,软化点过低会导致涂料 耐热性较差;沥青软化点过高,则不易乳化。
②混配沥青在常温下要有一定的延度和粘弹性,针入度过低、延度过小则不容易乳化。所以加入10号沥青一般是用来调节混配沥青针入度和软化点及延度的。
2.改性沥青中胶粉和SBS,作用大体上一致(胶粉还要看胶粒的性质,SBS改性效果类似于丁苯橡胶),两者在特定工艺条件下进行改性沥青时,都是先溶胀,在分散到沥青体系中形成网状结构,从而达到对沥青的改性。在涂料成膜后主要体现在,涂层有一定的弹性(拉伸强度和延伸率)、耐热性、耐候性、较好的低温性能。
3.重油,一般是改善涂料的耐低温性能和粘结性。
3.滑石粉,作为填料使用。可以提高涂料的耐热性和机械强度(拉伸强度)以及粘度,并可以降低涂料成本。
希望以上你有帮助。
3. 请高手介绍一下橡胶sbs的性质和用途
1 产品概述
苯乙烯系热塑性弹性体(又称为苯乙烯系嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers,简称SBCs),目前是世界产量最大、与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。目前,SBCs系列品种中主要有4种类型,即:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS);苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS);苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS);苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物(SEPS)。SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的加氢共聚物。
SBS苯乙烯类热塑性弹性体是是SBCs中产量最大(占70%以上)、成本最低、应用较广的一个品种,是以苯乙烯、丁二烯为单体的三嵌段共聚物,兼有塑料和橡胶的特性,被称为“第三代合成橡胶”。与丁苯橡胶相似,SBS可以和水、弱酸、碱等接触,具有优良的拉伸强度,表面摩擦系数大,低温性能好,电性能优良,加工性能好等特性,成为目前消费量最大的热塑性弹性体。
SBS在加工应用拥有热固性橡胶无法比拟的优势:
(1)可用热塑性塑料加工设备进行加工成型,如挤压、注射、吹塑等,成型速度比传统硫化橡胶工艺快;
(2)不需硫化,可省去一般热固性橡胶加工过程中的硫化工序,因而设备投资少,生产能耗低、工艺简单,加工周期短,生产效率高,加工费用低;
(3)加角余料可多次回收利用,节省资源,有利于环境保护。
目前SBS主要用于橡胶制品、树脂改性剂、粘合剂和沥青改性剂四大应域。在橡胶制品方面,SBS模压制品主要用于制鞋(鞋底)工业,挤出制品主要用于胶管和胶带;作为树脂改性剂,少量SBS分别与聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)共混可明显改善制品的低温性能和冲击强度;SBS作为粘合剂具有高固体物质含量、快干、耐低温的特点;SBS作为建筑沥青和道路沥青的改性剂可明显改进沥青的耐候性和耐负载性能。
目前我国SBS的生产能力21万吨/年,而国内市场的需求则已却超过了35万吨,国内市场缺口较大,产品具有良好的市场发展前景。
2 国内外市场需求现状及预测
2.1 国外市场分析
世界SBS产品工业化生产始于20世纪60年代。1963年美国Philips石油公司首次用偶联法生产出线型SBS共聚物,商品名Solprene。1965年美国Shell公司采用负离子聚合技术以三步顺序加料法开发出同类产品并实现工业化生产,商品名Kraton D。1967年花兰Philips公司开发出星型(或放射型)SBS产品,1972年美国Shell公司又开发出SBS的加氢产品(SEBS)。1973年,Philips公司推出了星型SBS产品。1980年,Firestone公司推出商品名为Streon的SBS产品,该产品的苯乙烯结合量为43%,产品有较高的熔融指数,主要用于塑料改性和热熔粘合剂。随后,日本的旭化成公司、意大利的Anic公司、比利时的Petrochim公司等也相继开发出SBS产品。
进入20世纪90年代以后,随着SBS应用领域的不断扩大,世界SBS生产发展迅猛,许多国家的石油化工企业都先后建成SBS生产装置。尤其在1994-1995年期间,由于Shell公司位美国俄亥俄州的SBS生产装置发生爆炸,造成世界市场上SBS供应紧张,由此引发了世界SBS生产能力的快速增长,特别是东亚和东南亚地区,如我国台湾省、韩国等地新建了一批大型SBS生产装置。此外,随着近几年苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体应用领域的不断扩大,市场需求增长加快,进而推动生产装置能力的快速增长。1992-2002年期间世界SBS生产能力年均增长速度达到8.04%,世界SBS生产能力已由1992年的60万吨/年增长至2002年的130万吨/年。
目前世界上有美国、意大利、中国、中国台湾省、比利时、法国、德国、日本、韩国等约12个国家和地区生产SBS产品。
1995-2002年世界SBS消费的年均增长速度约6.6%,到2002年已由1992年的56.7万吨增长至89万吨的水平,增长速度明显高于其它合成橡胶品种。
世界SBS主要应用于制鞋、粘合剂、沥青改性和聚合物改性。在不同的国家和地区各应用领域所占比例有所不同。在北美和西欧,SBS的最大应用领域是沥青改性,其次是粘合剂和鞋类;日本SBS主要用于聚合物改性和粘合剂,其次是沥青改性;而在中国和东南亚地区SBS的最大消费领域则是制鞋业。
预计2002-2007年间,世界SBS产品消费年均增长率约为5-6%,到2007年其消费量将达到115-120万吨。美国、西欧和日本等发达国家的消费增长趋缓,而亚太地区将成为SBS新一轮发展的中心。
2.2 国内市场分析
我国从20世纪70年代中期开始对SBS进行研究开发,北京燕山石油化工公司研究院、兰州石油化工公司研究院、北京化工研究院、轻工业部制鞋所等单位均对SBS产品科研开发做了大量的工作。1984年4月燕山石化公司研究院千吨级SBS中试生产技术获得成功,随后又开发出万吨级成套工业技术。
1989年湖南岳阳巴陵石油化工公司合成橡胶厂采用燕山石化公司研究院的技术,建成国内第一套1.0万吨/年SBS生产装置,并于1990年全 面投产,结束了我国SBS产品长期完全依赖进口的局面。1996年底,岳阳石油化工总厂将SBS装置生产能力扩建至3万吨/年,1998年又将装置生产能力扩建至5万吨/年。近年随着国内SBS市场的迅速扩大,2001年又再次将装置能力扩大到10万吨/年。
继湖南岳阳巴陵石油化工公司之后,1993年北京燕山石油化工公司合成橡胶厂也采用燕山石化公司研究院技术,建成了一套年产1万吨/年SBS生产装置。随后在1998年,将该生产装置的能力从1万吨/年扩大到3万吨/年,装置基本上是生产纯胶。2001年公司再次经过扩建改造,建成三条SBS生产线,总设计能力6万吨/年左右,可生产充油胶。
1997年初,茂名石化公司30万吨/年乙烯工程合成橡胶装置投产,装置设计为年产5万吨,分别为1万吨/年 SBS、1万吨/年低顺、3万吨/年溶聚丁苯,其SBS产品基本为充油产品。2001年该公司对进口装置进行改造,2条生产线改为都生产SBS,设计生产能力为5万吨/年左右,装置开发生产SBS纯胶。
据此,到目前为止我国共有3家SBS生产企业,总生产能力为21万吨/年。其中湖南岳阳巴陵石油化工公司合成橡胶厂年产10万吨/年的SBS生产装置是目前国内最大SBS生产装置,产品牌号20个;北京燕山石化公司能力6万吨/年,产品牌号11号;茂名石化乙烯工业公司装置能力5万吨/年,产品牌号13个。
此外,燕山石化公司研究院自行研制开发成功的SBS生产技术不仅在国内两套工业化装置上取得成功,还先后为意大利Enichem Elastomers公司和中国台湾合成橡胶股份有限公司提供了万吨级SBS生产装置成套技术的转让。
2003年我国SBS的产量18.6万吨,进口约16.8万吨,表观消费35.4万吨。
1995年以来,我国SBS产量以30%的速度高速增长,但还是不能满足国内市场快速增长的需求,进口量逐年增加。国内进口的SBS主要来自我国台湾省,少量来自韩国、日本。
2003年我国SBS总消费量约35万吨,其中鞋用料约21.3万吨,约占总消费量60.9%;沥青改性剂消费量约6.37万吨,占18.2%;粘合剂4.37万吨,占总消费量的12.5%;聚合物改性1.65万吨,占4.7%;其它1.31万吨,占3.7%。
按各个消费领域简述如下:
制鞋业
用SBS代替硫化橡胶和聚氯乙烯制作的鞋底弹性好(受力或残余变形小)、色彩美观,具有良好的抗湿滑性、透气性、耐磨性、低温性和耐曲挠性,不臭脚,穿着舒适等优点,对沥青路面、潮湿及积雪路面有较高的摩擦系数。废SBS鞋底可回收再利用,成本适中。鞋底式样可为半透明的牛筋底或色彩鲜艳的双色鞋底,也可制成发泡鞋底。用SBS制成的价廉的整体模压帆布鞋,其重量比聚氯乙烯树脂鞋轻15-25%,摩擦系数高30%,具有优良的耐磨性和低温柔软性。SBS所具有这些优良性能,使得它在制鞋业中的应用十分广泛。
我国是世界上最大的鞋类产品生产国和最大的鞋类产品消费市场,今后相当时间内,鞋料市场仍将是国内SBS主要的目标市场。中国加入WTO后,鞋类出口配额取消,出口优势将得到更充分地发挥。为了消除东、西部地区发展的不平衡,国家已开始加大对西部地区的投入,以加速其经济的发展。在未来几年内,随着西部经济的起飞和人民生活水平的日益提高,人们对以TPR(SBS鞋用粒料)为原料的鞋的需求将逐年上升。另外,西部经济对外开放加快,将吸引鞋业向西部转移和发展,从而带动整个西部市场对SBS的需求。2003年在制鞋业领域我国SBS的消费量约为21.3万吨,预计到2008年将达到24.7万吨,2003-2008年的年均增长率约为3%。
沥青改性
SBS在沥青改性中的应用包括防水卷材沥青改性以及道路沥青改性两个方面。用SBS改性的沥青防水卷材具有低温屈挠性好、自愈合能力和耐久性好、抗高温流动、耐老化、热稳定性好以及耐冲击等特点,可以大大提高防水卷材的性能,延长其使用寿命,可满足重要建筑物和构筑物的需要。在包括桥面(混凝土)、地铁以及地下通道等的市政工程以及包括水池、水渠等的水利工程方面得到了广泛地应用。
目前我国有很多改性沥青防水卷材生产厂家,其中引进投产的改性沥青防水卷材生产线共有15条,国内自行开发的生产线有50多条,总生产能力约为1.4亿m2/年,2003年实际消耗SBS约6.37万吨。随着我国基础设施建设的大量投入和建设的加快,我国改性沥青具有良好的发展前景,相应地SBS的需求将随之增长。预计到2008年在改性沥青领域SBS的消费量将达到11.2万吨,2003至2008年均增长率约为12%。
聚合物改性
SBS是较好的树脂改性剂,可与PP、PE、PS、ABS等树脂共混,以改善制品的抗冲击性能和屈挠性能,这类产品多用于电气元件、汽车方向盘、保险杠、密封件等。与国外发达国家和地区相比,我国的聚合物改性行业尚处于起步阶段。2003年我国聚合物改性方面SBS的消费量约为1.65万吨。随着我国汽车工业和家电产业的发展,消费者对商品的舒适性、安全性、耐用性等性能要求将逐步提高,加上我国合成树脂工业的快速发展,国内聚合物改性行业将得到蓬勃发展。
预计到2003-2008年间,国内SBS产品在聚合物改性的应用将以20%以上的速度快速增长,到2008年将达到4.5万吨的水平。
粘合剂
由于SBS在烃类溶剂中具有很好的溶解能力,溶解快、稳定性好、内聚力强,避免了用芳香烃溶剂对人体健康的危害。加上SBS胶粘剂良好的弹性、粘接强度和低温性能,粘度低、抗蠕变性能优于一般EVA类、丙烯酸系粘合剂,在生活中得了广泛的应用。可用于生产鞋用粘合剂、冶金粉末成型剂、裱胶粘合剂、木材快干胶、标签、胶带用胶、一次性卫生用品用胶、复膜粘合剂、密封胶以及用于挂钩、电子元件以及一般强力胶、万能胶以及不干胶等。
2003年我国胶粘剂行业实际消耗SBS约4.37万吨。预计到2008年需求量将达到8.7万吨,2003-2008年需求量的年均增长率约为14.7%。
其它领域
SBS还可用作玩具、家具和运动设备的主要原料;用作地板材料、汽车座垫材料、地毯底层和隔音材料以及电线和电缆外皮。此外,SBS还可用于水泥加工、汽车制造和房屋内装修以及各种胶管的制造,用于亮油、医疗器件、家用电器、管带以及电线电缆等方面。
2003年在其它领域中,国内SBS的消费量约为1.31万吨。预计到2008年将达到5万吨,年均增长率高达30%以上。
3 工艺概况
以苯乙烯、丁二烯为原料生产SBS,工业上采用锂系引发剂阴离子溶液聚合工艺,聚合物溶液经凝聚脱除溶剂后成为固体产物,常规生产方法采用间歇聚合、湿法凝聚工艺。
目前,国外生产厂商致力于开发连续聚合技术及干法凝聚工艺。与现行的间歇聚合技术相比,连续聚合技术的主要特点是生产效率高,产品质量稳定,物耗和能源消耗低。常规湿法凝聚工艺用水量大,能耗高,污水量较大,并有可能增加产品中凝胶含量,而干法凝聚工艺则可克服湿法凝聚工艺的诸多缺陷,是合成橡胶业界的一次革命。
国内SBS生产工艺技术经过二十多年的开发,已具一定水平。2003年,采用国产化技术建设的SBS装置生产能力共计16万吨/年。国产化SBS生产装置采用间歇聚合、湿法凝聚工艺,连续聚合工艺仍在开发中。前些年,国产SBS产品存在批次间质量不稳定、色泽较深、熔融温度偏高等问题。近年这一问题基本得到解决,国产技术生产的SBS产品质量已有较大改进,基本接近国外同类产品质量,竞争力有所提高。
4 问题及建议
虽然我国SBS的研究开发已经取得重要进展,使用自己开发的成套技术建成了两套万吨级的生产装置,并成功地实现了向意大利Enichem Elastomers公司和中国台湾合成橡胶股份有限公司提供了成套技术转让。但是目前我国SBS及其系列产品成套技术与国外先进技术相比,无论在物耗、能耗还是品种牌号等方面仍存在一定的差距。因此,从长远发展来看,国内还需要进一步加大SBS领域的科研投入,在物耗、能耗,生产的连续性及工艺控制进一步提高技术水平,同时在产品的应用开发,品种、牌号的多样性上争取获得更大突破,以增强我国SBS行业参与国际市场的整体竞争力。
目前我国SBS国内市场满足率仅为50%左右,今后随着需求量的增加,满足率还可能更低。这为国内SBS的发展奠定良好的市场基础。然而我应该看到,目前国内北京燕山石化公司合成橡胶厂和岳阳 巴陵石化公司合成橡胶厂SBS装置进一步扩能的工作已经展开。国内一些地区和企业也正在加紧对SBS项目的前期研究工作,预计在今后几年内我国SBS生产装置能力将会有较大的提高。同时国内市场必将受到中国台湾省、韩国及日本等地区和国家产品的冲击,国内国际SBS的竞争将日趋激烈。因此新建装置必须在产品性能及生产成本均具竞争优势,才能在竞争中得以生存和发展。
目前,国外SBS主要用于粘接剂及沥青改性剂的生产,而我国SBS产品则主要用于生产档次较低的鞋料产品。开发SBS的新用途、进行新牌号的研制已迫在眉睫。随着国家对基本建设的大量投入,高等级公路建设步伐的加快,SBS用于道路沥青改性是一重要的潜在市场。本项目在实施及投产后,需进一步加大科研力度,加强与沥青生产厂家以及道路施工部门之间的合作,尽快开发出适合国内实际的SBS改性道路沥青系列品种牌号,占领这一新的应用领域。
求采纳为满意回答。
4. 造纸用的AkD的改性剂作用是什么
烷基烯酮二聚物 (Alkyl Ketene dimers) 是造纸较常用的一种合成胶。结构式如下。 RCH=C一CHR' 丨 丨 O一C=O 结构式中的R或R'为烷基,变更不同的烷基可以得到一系列的烷基烯酮二聚体,但适于造纸中性施胶的是14烷和16烷。 AKD乳液的物理指标: 外 观: 白色乳状液...............外观: 白色乳状液 固含量: 15%................... . 固含量: 10% 离子性: 阳离子.................. 离子性: 阳离子 粘 度: <20 cps (25°C)........粘度: <10 cps (25°C) PH 值: 2-4 ..................... PH 值: 2-4 保存期: 2个月................... 保存期: 2个月 AKD发展历史: 1948年,美国Herecules公司发明了一种中性施胶剂---烷基烯酮二聚体(Alkyl Ketene dimer)。但当时由于乳液稳定性差,阳离子淀粉和助留剂等化学品尚未发明,胶料留着率低,因而未能广泛应用。到1972年之后才有所改善,之后质量不断提高。 编辑本段AKD使用: 固体AKD的熔点约50℃,不溶于水,制胶时需加入分散剂和乳化剂(如阳离子淀粉)。 AKD适用于在pH值为8.2的条件下使用。一般在上网前加入。,主要用于造纸中性施胶 AKD的施胶作用在纸页干燥以后尚未完成,卷取后存放24小时仅完成80%,若干天后施胶反应还在继续进行。 AKD主要适用的纸种: 施胶要求比较高的纸种:静电复印纸、无碳复写纸、水松原纸、彩色喷墨纸、照相原纸、双面胶版纸、液体食品包装纸、水果袋纸、纸杯纸、白卡纸、防贴原纸、不干胶带纸。 施胶要求较一般的纸种:书写纸、课本纸、转移印花纸、胶印新闻纸、 单胶纸、铜板原纸、白面牛皮卡纸、纱管原纸、胶印涂布纸、打字纸、有光纸、瓦楞原纸。
5. 人造大理石用的钙粉改性剂是什么成分
第一、钙粉人造石是属低端人造石,但只要是合格人造石,不论是钙粉的、铝粉的都没有那种放射性辐射。但也不排除一些劣质钙粉人造石选材上不严谨,包含了有放射性的重金属成份而有放射性。
第二、大理石的主要成份是碳酸钙。
第三、飘窗石材180一米如果是人造石来说肯定是钙粉材质的,这个价格买不到铝粉人造石或半钙半铝人造石。合格的钙粉板倒也没有什么危害和影响,但钙粉板的特点是不够稳定、表现在易变形易开裂易变色及渗色。特别是劣质的人造石甚至有苯及重金属的残留。参照劣质人造石的危害
建议选用铝粉人造石和知名品牌的人造石产品。
6. DAAM是什么
双丙酮丙烯酰胺DAAM 常温自交联单体
双丙酮丙烯酰胺是一种新型的乙烯基功能单体,并具有独特物理化学性质,广泛用于涂料、树脂、纺织、日化、医疗卫生等各个领域。
1. 涂料 :双丙酮丙烯酰胺共聚物用于涂料,漆膜不易产生裂纹,而且漆膜有光泽,长时间不会脱落。作为水性涂料添加剂,配合己二酸二酰肼ADH使用性能价格比非常优异。作为水性涂料及乳剂涂料的改性剂可增加涂膜的粘附性,使涂料膜随温度变化不开裂,并可使涂膜有光泽较长时间不丧失。
2. 喷雾定发剂 :其均聚物树脂用于发胶中,延长头发卷曲的恢复时间,梳理头发时不会改变卷曲与波浪形状,头发定型后,经雨水或沐浴沾湿不会使头发卷曲消失。添加有双胺的发胶和冷烫精成为市场主导产品。如喷雾定发剂,吸水率达自重的20%~30%,当环境湿度小于60%时,还能放出水份。日本配方中添加10%~15%的该产品共聚物,经梳发后发型保持持久,富有弹性,即使雨淋和洗浴后发卷也不变型。另外,根据水呼吸性特点还可以用作呼吸性和透气性薄膜、隐形眼镜、玻璃防雾剂、光学透镜和水溶性高分子介质等。
3. 环氧树脂固化剂 :将该产品与胺类反应可以制得高档、专用环氧树脂固化剂,低毒性、抗紫外线稳定、耐候、耐水性能优良。
4. 感光树脂及其添加剂 :日本将双胺用于生产感光树脂,占双胺总耗量的50%~60%。用光亮的、坚硬耐酸碱的固体双胺均聚物生产感光树脂,能使树脂感光速度快,曝光后非影像部分容易除去,从而获得影像清晰且强度好、耐溶剂和耐水性好的版面。作为生产感光树脂的原料,不但能提高感光材料的尺寸稳定性,还有促进显影渗透,加快干燥速度,利于薄层涂布的功能,适应我国现代高温快显技术的发展。
5. 胶粘剂 : 应用于粘接剂的改性中,可改善粘接剂对纤维素材料、混凝土、玻璃、皮肤、聚氯乙烯及铝的粘着力。今年来我国丙烯酸酯生产发展迅速,许多企业生产丙烯酸酯用胶粘剂,其中双丙酮丙烯酰胺便是胶粘剂的主要成份之一,国内企业主要依赖进口。
以丙烯酸酯为基本原料的水性涂料和粘合剂,由于其环境保护性优越,综合性能优良,在粘接剂工业中有着重要的地位。近年来,向水性聚合物乳液中的聚合物大分子链上引入酮羰基,以酰肼作为交联剂使乳液实现室温交联成为国内外研究的热点问题。可以向聚合物大分子链上引入酮羰基的单体除双丙酮丙烯酰胺外,还有甲基乙烯酮,但是由于双胺(DAAM)的毒性小,特别是对增强粘结性能大有好处,所以现在主要用DAAM作官能单体,向丙烯酸酯乳液共聚物链上引入酮羰基。在此乳液中加入一定量的己二酸肼,当乳液成膜后,酮羰基于肼基在酸性条件下就可以发生脱水反应生成腙类化合物,从而使聚合物乳液实现室温交联。
6. 替代明胶 :国外用双丙酮丙烯酰胺、丙烯酸和乙烯基 -2- 甲基咪唑共聚,可以得到性能极好的明胶替代品。双胺分子中的酰胺基呈强亲水性,与明胶的分子结构相似,用于部分代替明胶,对卤化银有极强的保护作用和胶溶能力,互溶性好,当加入双胺后,可提高银的遮盖力,节约白银的用量并提高乳剂熔点,降低吸水胀量和改善照相性能,通常可取代20%~40%的明胶。 总之,双胺用途广泛,国内外研究方兴未艾,新的应用层出不穷。如胶粘剂、纤维处理剂、混凝土表面涂层、皮革涂剂、润滑油添加剂、高级制版的光敏组份、无纺布的黏合剂、油墨添加剂、纸张增强剂、医疗卫生等,预计日化领域将是未来双胺在国内应用的主要领域之一。
7. PET塑料的回收利用
德国PET废瓶回收成为“中国毛衣”也值得大家深思,德国市场上每年流动800多万个PET瓶子。垃圾回收公司收去这些瓶子,压成团或粉碎成片,然后以相对来说相当高的价格出售给中国。根据相关人士计算,能装16升饮料的瓶子可以做成一件毛衣。回顾1993年前,所有塑料瓶都进了垃圾箱,一小部分回收利用。自从4年前实施了押罐费,超市必须回收空瓶,PET瓶子踏上了万里征途:远赴中国,变成合成粗呢毛衣后,再返回德国,衣锦荣归。中国纺织业有着巨大的塑料需求。尽管商人会在德国回收企业的价格上再加一码,进口还是比自己生产这种原料便宜。从汉堡运往香港的运费很低,原因是,货轮从中国运来并卸下纺织品后,船上有很多空位。在中国生产的成本很低,因为劳动力低廉,而环境和社会标准不完善。在中国工厂里,这些PET原料被按色分类,切成碎片熔而化之。加工后,PET瓶子以纺织品的形式返回德国,在德国销售。这里体现的价值创造是巨大的:一件合成粗呢毛衣价格在50至100欧元之间,而所用材料只相当于32欧分。远东对旧塑料的饥饿根本就看不到尽头。中国已无法以一手原料来满足自己的需求。在这种背景下,像PET这样的二手原料身价倍增。塑料空瓶运往中国当地被当成原料来用,这一点表明,事实上存在着一个二手原料的世界市场。10年前,垃圾被扔到垃圾场,“那时我们是一个消费与丢弃社会。”中国加工德国再出售这个例子说明了问题,“这个市场发展向全体消费者表明:一些垃圾确实得到了再生再利用。”
再者,如最近两年来,印度洲际回收公司已经生产出合格再生PET,据报道,印度国有洲际回收公司Indian-位于英格兰北部Skelmersdale地区的装置于2007年11月开始试运行,按计划,该装置每年能回收与转化3万吨废塑料瓶。此外,该装置拥有一些分拣、冲洗和烘干的设备,生产出的产品将是用于非食用产品的热罐瓶片。消费者可以利用这种材料来包装非食用产品或作为中间来分隔两层可食用物质。目前在英国,用于非食用产品的再生PET瓶片的市场价格为600英镑/吨左右。
另外,日本企业成功研究开发出回收再生PET改性剂,回顾日本2000年4月全面实施容器回收法,2006年回收PET瓶达到39万吨,仅达到回收率的60%。为了PET回收再利用的技术难题。由日本了口夕化成公司成功研究开发出回收再生PET改性剂“AR-P-1000”和“AR-P-1100”两种牌号推向市场。AR-P回收再生改性剂的主要特点是:①使用时不需要进行干燥处理。②在室温下非常稳定。③适用于所有的塑料成型加工设备。④能够任意着色。⑤可直接进行共混添加。⑥提高了PET回收再生成型材料的冲击强度。由于AR-P以微细状态分散在回收PET成型材料中,在成型加工剪切力的作用下,相互界面张力小。AR-P与回收PET成型材料粘度比为1,分散好,改善了回收PET成型材料的冲击强度,例如:当添加5%AR-P”时,缺口冲击强度由2KJ/mz提高到5.5KJ/m2。在一10℃时低温冲击强度由1.BkJ/mz提高到SkJlm2o⑦改善了回收再生PET成型材料的粘度,提高了PET熔融成型材料的流动性能,适宜成型加工形状复杂,异形材等挤出成型制品。