一种超细粉体表面改性方法及设备技术

本发明专利技术涉及表面改性技术领域，尤其是指一种超细粉体表面改性方法，包括以下步骤：S1，对碳化硅原料颗粒进行粉碎，粉碎好的碳化硅粉末进行分级筛选；S2，对步骤S1中筛选后的碳化硅粉末进行除杂提纯制成碳化硅微粉；S3，使用氢氧化钠预处理聚马来酸使其充分带电，然后加入步骤S2中制得的碳化硅微粉搅拌混合均匀，得到改性的碳化硅浆料；S4，在步骤S3中得到的改性碳化硅浆料中加入预处理后的硅烷偶联剂KH550溶液进行混合搅拌2h；S5，对步骤S4中的混合浆液进行离心处理并且使用去离子水清洗，烘干后得到改性碳化硅粉体。本发明专利技术使用预处理硅烷偶联剂KH550和预处理聚马来酸(PMA)二元改性剂改性碳化硅粉体，能有效解决改性碳化硅浆料粘度过高的问题。度过高的问题。度过高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超细粉体表面改性方法及设备


[0001]本专利技术涉及表面改性
，尤其是指一种超细粉体表面改性方法及设备。

技术介绍

[0002]化学改性被广泛用于提高碳化硅粉体在水介质中的分散性。而对于化学改性，重要的是找到一种有效的化学表面改性剂。以前的研宄人员已经报道，可以通过引入氢氧化四甲基铵来降低碳化硅浆料的粘度值。其他研宄者还报道了其他有效的改性剂，例如海藻酸钠(SA)，聚乙烯亚胺和偶联剂硅烷。但是广泛使用的硅烷偶联剂(例如KH550)会发生自聚合，从而导致改性碳化硅浆料粘度过高。另一被广泛使用的离子改性剂由于存在挤出现象也无法用于实际生产。因此如何改进上述技术问题是当前急需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种超细粉体表面改性方法及设备，使用预处理硅烷偶联剂KH550和预处理聚马来酸(PMA)二元改性剂改性碳化硅粉体，能有效解决改性碳化硅浆料粘度过高的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种超细粉体表面改性方法，包括以下步骤：
[0006]S1，对碳化硅原料颗粒进行粉碎，粉碎好的碳化硅粉末进行分级筛选；
[0007]S2，对步骤S1中筛选后的碳化硅粉末进行除杂提纯制成碳化硅微粉；
[0008]S3，使用氢氧化钠预处理聚马来酸使其充分带电，然后加入步骤S2中制得的碳化硅微粉搅拌混合均匀，得到改性的碳化硅浆料；
[0009]S4，在步骤S3中得到的改性碳化硅浆料中加入预处理后的硅烷偶联剂KH550溶液进行混合搅拌2h；
[0010]S5，对步骤S4中的混合浆液进行离心处理并且使用去离子水清洗，烘干后得到改性碳化硅粉体。
[0011]优选地，所述步骤S3在操作过程中始终固定pH值为8。
[0012]优选地，所述步骤S5中的烘干温度为70
‑
80℃，烘干时长为24h。
[0013]上述任意一项所述的一种超细粉体表面改性方法使用的设备，包括混料罐，所述混料罐上设有第一加料罐、第二加料罐及粉料添加口，所述混料罐内设有搅拌器，所述混料罐的底部连接设有离心清洗组件。
[0014]优选地，所述离心清洗组件包括离心桶和支撑架，所述离心桶的底部设有离心驱动电机，所述离心桶内设有搅拌棒，所述离心桶口处设有导料管、进水管和吸水管，所述导料管、进水管和吸水管均固定安装在所述支撑架上，所述导料管与所述混料罐连通，所述进水管和吸水管上分别设有截止阀和抽液泵。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]在实际使用情景中，将预处理完成的聚马来酸和预处理后的硅烷偶联剂KH550溶
液分别放入第一加料罐和第二加料罐中暂存，第一加料罐和第二加料罐与混料罐之间设有输送管道，管道上设有控制阀，加工的时候操作控制阀将适量的聚马来酸输送到混料罐中，启动搅拌器，然后控制加入碳化硅微粉使得二者充分混合搅拌均匀得到改性碳化硅浆料，然后控制第二加料罐加入预处理后的硅烷偶联剂KH550溶液继续混合搅拌；完成搅拌后将浆料输送至离心清洗组件中进行离心处理，然后取出改性粉料放入烘箱进行烘干即可得到改性碳化硅粉体，将离心清洗组件直接连通混料管1减少了中间的转运环节，能有效减少杂质的进入。本专利技术使用预处理硅烷偶联剂KH550和预处理聚马来酸(PMA)二元改性剂改性碳化硅粉体，能有效解决改性碳化硅浆料粘度过高的问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的设备整体剖面结构示意图；
[0018]图2为本专利技术的图1A处的放大结构示意图。
具体实施方式
[0019]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。
[0020]本专利技术的原理：使用碱处理的带负电PMA包覆碳化硅粉体，通过负电PMA吸引后续加入的酸处理带正电硅烷偶联剂，使硅烷偶联剂在粉体表面富集，增大了硅烷偶联剂与碳化硅表面的有效碰撞，进而增大两者活性基团间的反应效率，提高硅烷偶联剂的接枝率，实现硅烷偶联剂在碳化硅粉体表面的精确反映。同时成功接枝的硅烷偶联剂KH550为PMA提供更多的活性位点，即通过两者间的静电吸引作用和氢键作用，以硅烷偶联剂KH550为桥梁，提升PMA在碳化硅微粉表面吸附量。同时PMA因其与硅烷偶联剂KH550之间的作用力，其挤出现象也能得到很大程度的抑制。
[0021]实施例1
[0022]对碳化硅原料颗粒进行粉碎，粉碎好的碳化硅粉末进行分级筛选；对筛选后的碳化硅粉末进行除杂提纯制成碳化硅微粉；使用氢氧化钠预处理聚马来酸使其充分带电，然后加入制得的碳化硅微粉搅拌混合均匀，得到改性的碳化硅浆料，操作过程中始终固定pH值为8；在得到的改性碳化硅浆料中加入预处理后的硅烷偶联剂KH550溶液进行混合搅拌2h；对的混合浆液进行离心处理并且使用去离子水清洗，烘干后得到改性碳化硅粉体，其中烘干温度为70
‑
80℃，烘干时长为24h。
[0023]具体操作如下：将预处理完成的聚马来酸和预处理后的硅烷偶联剂KH550溶液分别放入第一加料罐2和第二加料罐3中暂存，第一加料罐2和第二加料罐3与混料罐1之间设有输送管道，管道上设有控制阀，加工的时候操作控制阀将适量的聚马来酸输送到混料罐1中，启动搅拌器5，然后控制加入碳化硅微粉使得二者充分混合搅拌均匀得到改性碳化硅浆料，然后控制第二加料罐3加入预处理后的硅烷偶联剂KH550溶液继续混合搅拌；完成搅拌后将浆料输送至离心清洗组件6中进行离心处理，然后取出改性粉料放入烘箱进行烘干即可得到改性碳化硅粉体，将离心清洗组件6直接连通混料管1减少了中间的转运环节，能有效减少杂质的进入。
[0024]离心桶61的桶口边缘转动抵接混料罐1的底部，导料管63、进水管64和吸水管65均
固定安装在所述支撑架上且贴附在混料罐1的底部，避免离心桶61的物料与环境接触造成污染，进水管64和吸水管65能方便对物料进行反复的离心清洗，而搅拌棒65用于在离心完成后疏松粉料，方便二次清洗，完成离心清洗后取下离心桶61取出物料进行下一步烘干操作。
[0025]经过性能测试得知：本专利技术首先通过PMA吸引KH550使其精确反应到碳化硅表面改性碳化硅粉体。成功接枝的KH550为PMA提供了更多的活性位点，最终实现以硅烷偶联剂KH550为基础和桥梁，PMA为扩展层的二元改性方式。其结果不仅抑制了KH550的自聚合，而且减弱了PMA的挤出现象，PMA可以在碳化硅粉之间形成有效的静电排斥力，从而获得分散性较好的改性碳化硅粉体。在体积固相含量为50％时，改性碳化硅浆料的粘度值成功降低至0.099Pa.s。pH值为9时，改性碳化硅粉体的Zeta电位从
‑
50mV下降到
‑
65mV。
[0026]本实施例中的所有技术特征均可根据实际需要而进行外观修改。
[0027]上述实施例为本专利技术较佳的实现方案，除此之外，本专利技术还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细粉体表面改性方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，对碳化硅原料颗粒进行粉碎，粉碎好的碳化硅粉末进行分级筛选；S2，对步骤S1中筛选后的碳化硅粉末进行除杂提纯制成碳化硅微粉；S3，使用氢氧化钠预处理聚马来酸使其充分带电，然后加入步骤S2中制得的碳化硅微粉搅拌混合均匀，得到改性的碳化硅浆料；S4，在步骤S3中得到的改性碳化硅浆料中加入预处理后的硅烷偶联剂KH550溶液进行混合搅拌2h；S5，对步骤S4中的混合浆液进行离心处理并且使用去离子水清洗，烘干后得到改性碳化硅粉体。2.根据权利要求1所述的一种超细粉体表面改性方法，其特征在于：所述步骤S3在操作过程中始终固定pH值为8。3.根据权利要求1所述的一种超细粉体表面改性方法，其特征在于：所述步骤S5中的烘干温度为70
‑
80℃，烘干时长为24h。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谋军，季建新，
申请(专利权)人：新疆恒远中汇彩印包装股份有限公司，
类型：发明
国别省市：