石英粉改性技术及其在有机石英石中的应用研究

中国粉体网讯  石英粉是一种非常重要的无机非金属功能性填料，主要成分是SiO₂，为白色粉末状固体，由天然石英原矿经破碎、洗选、粉磨等工艺加工而成。可以与有机高分子聚合物进行复合并提高复合材料的整体性能，被广泛应用于电工电子、硅橡胶、涂料、胶粘剂、灌封料等领域。

石英粉改性需求和影响因素

石英粉本身属于极性、亲水性的物质，与高分子聚合物基质的界面属性不同，相容性较差，在基料中往往难以分散，为使复合材料性能更加优异，通常需要对石英粉进行表面改性，根据应用的需要有目的地改变石英粉表面的物理化学性质，从而改善其与有机高分子材料的相容性，满足其在高分子材料中的分散性与流动性需求。

石英粉的种类、粒度、比表面积、表面官能团等性质直接影响其与表面改性剂的结合作用。不同种类的石英粉改性效果也是有一定差异的，其中球形石英粉具有很好的流动性，在改性的过程中易与改性剂结合，能够较好地分散在有机高分子体系中，并且密度、硬度、介电常数等性能都明显优于角形石英粉。石英粉常用的改性工艺主要包括包覆改性、干法改性、湿法改性、复合改性。

改性石英粉在有机石英石中的应用研究

人造石英石板材是由石英粉、石英砂、不饱和聚酯树脂、固化剂及偶联剂等原料，经混合搅拌、压制成型、加热固化及抛光处理等工艺加工而成。其中石英粉作为石英石板材的一种重要的填料，约占总填料用量的30%左右。

石英粉作为填料应用于人造石英石，不仅可以降低不饱和树脂消耗量，而且对人造石英板的耐磨、耐酸碱、机械强度等性能有一定的改善。

实践表明，每降1%树脂用量，每平方米板材省7元。降低树脂耗量主要通过调节石英粉、石英砂及玻璃等各组分的配比和降低石英粉的吸油值来实现。在填料各组分配比不变的情况下，石英粉的吸油值越高，树脂的消耗量越高。因此，降低石英粉的吸油值，提高石英粉与不饱和树脂的相容性，对降低人造石英石板材的加工成本意义重大。

经过表面改性后，石英粉的表面极性减弱，表面能降低，堆积密度增大，吸油值显著降低，与树脂混合后的流动性也能显著改善。

刘会臣等以聚酯树脂为基材，使用单一改性剂改性聚硅氧烷和球磨改性工艺，采用机械力化学改性方法对人造石英石板材用石英粉进行表面改性处理，并研究不同用量下球磨改性的改性效果。

结果表明：

（1）通过改性聚硅氧烷对石英粉进行表面改性后，可有效改变石英粉的表面性能，降低其在人造石英石板材加工过程中的树脂用量，从而大幅度降低人造石英石板材加工的生产成本。

（2）通过机械球磨法改性能增加改性聚硅氧烷与石英粉的接触和碰撞机会，促进改性反应的发生，起到了很好的改性效果。

（3）综合吸油值、粘度及渗透时间等各项指标，并结合经济成本因素考虑，改性聚硅氧烷的最佳用量为3.5‰。

2024年11月21-22日，由中国粉体网主办的“2024（第八届）全国石英大会”将在江苏徐州召开，华润水泥技术研发有限公司的庄峰主任工程师将做《石英粉改性技术及其在有机石英石中应用研究》的报告，届时，他将结合公司实际研发经验，详细解读石英粉改性技术及其在有机石英石中应用研究等技术。

参考来源：

钱晨光等.硅微粉表面改性及其应用研究进展

刘会臣等.改性聚硅氧烷对硅微粉的机械球磨改性

高佳齐. 环氧塑封料用硅微粉的超细粉碎及改性研究

（中国粉体网编辑整理/九思）  

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