鄭水林 駱劍軍 李楊 劉董兵 黃賓江 杜高翔 張清輝 楊紅彩 劉月等
（中國礦業大學（北京） 化學與環境工程學院，北京 100083）
壹、內容簡介
本項技術成果包括幹法連續表面改性技術、SLG型連續粉體表面改性機，濕法表面改性技術；煆燒高嶺土表面改性技術，陶瓷顏料表面改性技術，納米粉體的表面改性技術等。
（壹）非金屬礦粉幹法連續表面改性技術
該成果是以SLG型連續粉體表面改性機為核心，包括表面改性工藝和配方的非金屬礦粉幹法連續表面改性工業化集成技術。
該項技術應用於超細輕質碳酸鈣、超細重質碳酸鈣、超細高白度煆燒高嶺土、滑石粉等非金屬礦物超細粉體的表面改性，其主要技術指標優於國內其他技術，與國外該領域的先進技術相當。用於d97≤10μm超細輕質碳酸鈣和超細重質碳酸鈣的表面改性，單機生產能力可以達到3.5 t/h，活化指數可以達到96%以上，單位產品能耗≤40（kW·h） t。
該項技術成果已於2007年3月17日通過了中國建築材料工業協會組織的技術成果鑒定（建材鑒字［2007］第 003 號）。其中的 SLG 型連續粉體表面改性機已獲得國家發明專利（專利號：ZL02221135.7，授權公告日：2003年5月14日）。
（二）超細粉體濕法表面改性技術
對於濕法超細粉碎或其他濕法制粉工藝來說，超細粉體在幹燥中會形成硬團聚體，因此要在幹燥後設置打散解聚設備（即使設置打散作業難以完全復原）。在濕法超細粉碎之後、幹燥之前進行表面改性不僅可以防止超細粉體在幹燥中形成難以解聚的硬團聚體，而且因濕式狀態下顆粒分散均勻使得表面改性劑分子與顆粒的接觸機會較均等，表面包覆改性均勻，表面改性效果較好。
濕法表面改性的關鍵技術是表面改性劑的使用方法、配方和幹燥工藝設備。原因是大多數有機表面改性劑不溶於水，不能直接添加；此外，幹燥溫度要控制適當，不能太高，以免表面改性劑分解。本技術的特點正是較好地解決了這兩個問題：①根據漿液中使用的要求選擇和配制表面改性劑；②采用幹燥效率高、兼具幹燥和解聚（軟團聚）作用的多功能幹燥機。
本項目課題組已完成了納米碳酸鈣、阻燃用超細氫氧化鋁和超細氫氧化鎂、超細二氧化矽（白炭黑）、超細絹雲母粉、超細矽藻土、氧化鐵紅等的濕法表面改性研究開發，部分已在工業上得到了應用。
濕法表面改性工藝適用於濕法制備無機超細粉體工藝，特別是1μm以下無機超細和納米粉體，如超細和納米碳酸鈣、超細重質碳酸鈣、超細氫氧化鋁和氫氧化鎂、超細二氧化矽（白炭黑）等的表面改性。由於濕法表面改性既可以進行有機包覆，也可以進行無機包覆，產品表面包覆均勻，分散性好，因此，產品的應用性能好，市場前景廣闊。
（三）超細Al（OH）3表面改性技術
超細Al（OH）3是目前用量最大的無機阻燃填料，由於所應用的對象是有機高分子材料，加之為了滿足阻燃技術要求添加量較大，因此Al（OH）3在用作阻燃劑時必須進行表面改性，以提高其與高聚物基料的相容性，改善材料的力學性能。本技術的改性方法是在幹燥之前的漿料狀態下，根據高聚物基料的不同，采用不同的表面改性劑配方對其進行表面改性，使超細Al（OH）3經幹燥後不形成硬團聚，呈良好分散狀態，且與有機相和無機相（水相）均有良好的相容性。改性產品的吸油率、分散性及在EVA中的應用性能指標（氧指數、拉伸強度、斷裂伸長率等）與德國馬丁公司的樣品相當。
（四）無機顏料粉體表面處理技術
超細和超微細無機粉體顏料與基料（陶瓷坯料、釉料基料、粉狀塗料基料等）的相容性決定其在基料中的分散性和均勻著色。未經表面處理的微細或超微細無機粉體顏料捏之成團，久存結塊，用時難以在基料中均勻分散，導致顏料用量增加，著色不均。本表面處理技術采用獨特的“無機-有機”復合表面處理劑配方和簡單易行的加熱（60～100℃）混合工藝，處理後的微細和超微細無機粉體顏料手捏不住（似流體），久存不結塊，不用強力攪拌即可在水中自發彌（分）散。這項技術已用於國產綠色、黃色等陶瓷顏料的表面處理，處理後的陶瓷顏料的使用性能完全可與高檔進口顏料相比，而且具有投資少（工藝設備簡單）、生產成本低（＜0.2元/kg顏料）等特點。
（五）煆燒高嶺土表面改性技術
高嶺土屬於層狀矽酸鹽礦物，經粉碎加工後的高嶺土為片狀顆粒，表面帶有羥基和含氧基團，呈酸性，經過煆燒的超細煆燒高嶺土酸性和表面極性更強，在用作塑料、橡膠、電纜、塗料的填料和顏料以及化工載體時，為了提高煆燒高嶺土與基料的相容性或分散性，並改善其應用性能，必須對其進行表面處理。
該技術包括以下應用領域的煆燒高嶺土表面改性工藝與配方：①電纜絕緣料；②PE及PP塑料薄膜；③橡膠制品；④工程塑料；⑤水性塗料；⑥油性塗料；⑦化工載體。
（六）納米碳酸鈣濕法表面改性技術
納米碳酸鈣的生產和應用在中國正日益得到重視，由於納米碳酸鈣是在液相中生產的，使用和運輸非常不便，但制成粉狀時，因顆粒表面能很高，顆粒間相互吸引形成團聚，使用時無法完全再分散，從而影響到它的實際粒度大小與粒度分布及應用性能。這項技術的解決方法是在幹燥之前的漿料狀態下，根據用途的不同，采用不同的表面改性劑配方對其進行表面改性，使納米碳酸鈣經幹燥後不形成硬團聚，呈良好分散狀態，又與有機相或高聚物基料或無機相（水相）有良好的相容性，提高其使用性能，以便納米碳酸鈣在更多的環境和領域中使用。本技術包括以下二組應用領域的表面改性工藝與配方：
1）高聚物基料（樹脂）及油性塗料和油墨。
2）水性塗料和油墨。
二、推廣應用
幹法連續表面改性技術已在近100家企業應用。
三、鑒定、獲獎、專利情況
鑒定時間：2007年4月17日（中國建築材料工業協會）。
專利號：ZL 02221135.7（授權公告日2003年5月14日）。
2007年獲建築材料科學技術獎科技進步類二等獎。