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本文由碱式氯化铝和氧氯化锆为主要原料,分别以甲基丙烯酸和硬脂酸为配位基通过两步络合反应制备出两种铝锆有机金属偶联剂。并将此偶联剂应用于超微粉体表面改性。铝锆有机金属偶联剂分子结构中含有两个无机部分(铝和锆),分子中的无机特性部分密度大。因此铝锆有机金属偶联剂具有更多的无机反应点,可增强与粉体表面的作用。铝锆有机金属偶联剂与粉体表面的羟基形成了牢固的桥联结构,赋予粉体许多优异的性能。通过对基质材料和粉体材料的界面性质的研究,进行有机配位基的设计,研究偶联剂与超微颗粒的结合结果和方式,以期获得规律性认识,达到改善超微粉体的在介质中的分散性,改变体系粘度,赋予超微粉体颗粒以耐光、保色、低粘度、干燥后的抗水性等特定的应用性能。
研究结果表明:
(1)合成的铝锆偶联剂冷热稳定性、机械稳定性好,并且使用温度范围很广,在300℃以下都稳定。
(2)利用铝锆有机金属偶联剂对超微碳酸钙粉体进行表面改性。改性后的超微碳酸钙与水的接触角增大,能很好的分散在有机介质中,糊粘度减小,吸油率减小,适合用于塑料和橡胶等领域。通红外光谱和能谱、TG-DTG分析表明,在无机碳酸钙粉体表面接枝上了有机基团;通过扫描电镜可看出经过改性后的超微碳酸钙分散性得到改善;并且在初步应用试验中,也有很好的使用效果。
(3)利用铝锆有机金属偶联剂对硅酸锆进行表面改性。通过扫描电镜,粘度测量等对分散效果进行了检测,并对分散剂的作用原理进行了理论分析。结果表明当分散剂用量为1.5%时,降粘幅度达到92.3%,沉降速度明显减慢,分散效果好。加入量超过1.5%后,体系粘度,沉降速度趋于稳定值。并且对硅酸锆浆料的流变性有很大的提高。
(4)利用铝锆有机金属偶联剂对超微二氧化钛粉体进行表面改性。改性后的超微二氧化钛与水的接触角增大,在有机介质中分散性提高。通红外光谱和能谱分析表明,在无机二氧化钛粉体表面接枝上了铝锆有机基团;通过扫描电镜可看出经过改性后的超微二氧化钛分散性得到改善。通过以上研究可以看出:铝锆有机金属偶联剂对以上三种粉体都有很好的改性效果。