工程塑料用钛白粉的有机改性及性能影响研究.pdf
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1、工程塑料用钛白粉的有机改性及性能影响研究宋运萍,许冉(龙佰集团股份有限公司,河南焦作454006)摘要:采用有机改性剂对钛白粉进行表面改性处理试验研究,结果如下:经不同有机改性表面处理后,钛白粉白度L 值、a值、b 值均无明显变化,吸油量出现显著下降;采用铝酸酯、铝锆酸酯、聚硅氧烷处理后钛白粉表现为疏水特性,采用 TMP 处理后钛白粉表现为亲水特性;采用铝酸酯和铝锆酸酯处理后钛白粉对 ABS 树脂体系的力学性能影响最小、材料拉伸性能和冲击强度最好,采用聚硅氧烷和 TMP 处理后钛白粉对 ABS 树脂体系的力学性能影响较大、材料拉伸性能和冲击强度一般。关键词:钛白粉;有机改性;熔融指数;力学性能
2、中图分类号:TQ325文献标识码:A文章编号:1004-7050(2023)09-0033-020引言未经表面处理的钛白粉表面具有亲水性,影响了其在工程塑料中的应用。本文主要采用有机改性剂对钛白粉表面进行改性处理,改变钛白粉表面的特性,并对其在 ABS 塑料体系中的应用性能进行研究。1试验材料与方法金红石型钛白粉,龙佰集团股份有限公司;铝酸酯,南京能德新材料公司;铝锆酸酯,广州君叶偶联剂公司;聚硅氧烷,赢创特种化学(上海)有限公司;三羟甲基丙烷(TMP),上海晔华实业有限公司;TR-558AIABS,韩国 LG 公司。SXJQ 实验室数显电动搅拌机,郑州长城科工公司;SS99-YQ50 小型气
3、流粉碎机,北京海富达科技公司;101-1A 型电热恒温鼓风干燥,山东屹盛重工科技公司;RL-Z1B1-+熔体流动速率仪,上海思尔达科学仪器;SHJ 系列双螺杆挤出机,江苏新达科技公司;T-5202 悬臂梁冲击试验机+QT-6203S 拉伸实验机,苏州谦通仪器公司。称取一定量钛白粉,加入去离子水,制成质量浓度为 450 g/L 的悬浮浆液,在悬浮浆液中加入打浆分散剂;针筒注射器分多次吸取稀释好的有机改性剂均匀喷洒在钛白粉表面,高速搅拌机搅拌均匀;将产物烘干+粉碎,制备得到微米级粒径钛白粉有机改性样品。将 ABS 树脂载体与有机改性后的钛白粉按一定比例混合均匀得到混合粉料,将混合粉料加入到双螺杆挤
4、出机,经熔融、挤出、造粒、水冷、风干、切粒、干燥得到色母粒1。按钛白粉质量分数 1%加入色母粒,注塑机注塑成条形样板。钛白粉亲疏水性测试:将有机改性处理后的钛白粉置于 50 mL 去离子水中,加入无水乙醇,当漂浮于水面上的粉体完全润湿时,观察其状态。根据 GB/T36822000 标准在测试熔融指数。根据 GB 1040.12006 标准测试材料的拉伸强度和断裂伸长率。按照GB/T 18432008 标准检测样条的冲击强度。2结果与讨论采用铝酸酯、铝锆酸酯、聚硅氧烷、TMP 四种有机改性剂对钛白粉进行表面处理,制备的样品性能指标见表 1。由表 1 数据可知,与未改性钛白粉相比经不同有机改性剂表
5、面处理后,钛白粉白度 L 值、a 值、b 值均无明显变化,吸油量有了显著下降,有机改性剂在二氧化钛粒子表面形成包覆层,二氧化钛聚集态颗粒减少,分散度提高,颗粒间空隙减少,使得吸油量数值降低;铝酸酯、铝锆酸酯、聚硅氧烷处理后钛白粉表面表现为疏水性能,钛白粉在有机改性处理过程中发生了官能团变化,产生了疏水亲油基团,经 TMP 改性处理后存在的醇羟基团仍然具有亲水性2-3。钛白粉采用铝酸酯、铝锆酸酯、聚硅氧烷处理后,收稿日期:2022-11-11作者简介:宋运萍,女,1985 年出生,毕业于河南师范大学,硕士学位,中级工程师,研究方向为涂料、塑料级钛白粉研发及技术服务。总第 214 期2023 年第
6、 9 期山西化工Shanxi Chemical IndustryTotal 214No.9,2023DOI:10.16525/14-1109/tq.2023.09.014表 1经不同有机改性剂表面处理后钛白粉的性能指标有机改性剂种类Lab吸油量/(g/g)疏水性未改性98.30-0.721.700.191不疏水铝酸酯98.27-0.731.740.158疏水铝锆酸酯98.26-0.711.710.157疏水聚硅氧烷98.25-0.721.720.149疏水TMP98.31-0.711.730.171不疏水科研与开发山西化工第 43 卷Study on Organic Modification
7、and Performance Influence of Titanium Dioxide Powder forEngineering PlasticsSong Yunping,Xu Ran(Longbai Group Co.,Ltd.,Jiaozuo Henan 454006,China)Abstract:An experimental study was conducted on the surface modification of titanium dioxide using organic modifiers.The results are asfollows:After diffe
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