收藏！30种粉体表面改性配方汇总

粉体的表面改性在很大程度上是通过表面改性剂在粉体表面的作用来实现的。因此，表面改性剂的配方（品种、用量和用法）对粉体表面的改性效果和改性后产品的应用性能有重要影响。表面改性剂的配方包括选择品种、确定用量和用法等内容。

 

整理了重质碳酸钙、纳米碳酸钙、滑石粉、煤系高岭土、云母粉、钛白粉、纳米氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钙晶须、活性硅酸钙、膏粉、超细硫酸钡、氧化铁黄颜料、勃姆石、云母钛珠光颜料、片状锌粉、超细碳化硅粉体、三聚磷酸铝防锈颜料、铝粉、硅微粉、轻质碳酸钙、硅灰石、重晶石粉、煅烧高岭土、绢云母、钠基膨润土、白炭黑、电气石粉、导热填料氧化铝等30种粉体表面改性剂配方，具体如下：

 

1、重质碳酸钙

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改性方法：称取100g重质碳酸钙粉体置于500mL的三口烧瓶中，设定恒温水浴锅的温度，控制数显电动搅拌器的转速在（1300±50）r/min，然后再将所用的改性剂逐滴滴入三口烧瓶内的重质碳酸钙表面（加改性剂速度适中，不能过快或过慢），加完改性剂，密封三口烧瓶后开始计时。一定时间后，关闭仪器，待样品冷却后取出并用密封袋封存。

改性剂：表面活性剂类新型改性剂JST-9001（聚氧乙烯醚型复合改性剂）、JST-9002（磷酸酯型复合改性剂）、JST-9003（聚氧乙烯醚型复合改性剂）、JST-9004（磷酸酯型复合改性剂、硬脂酸、铝酸酯F-2、氨基硅油585C和羟基硅油。

测试与表征：吸油值、活化指数、油相分散稳定性和水接触角，红外光谱（FTIR）、热重（TG）。

改性效果：相比于JST-9002、JST-9004、羟基硅油和氨基硅油585C，JST-9001、JST-9003、硬脂酸和铝酸酯F-2四种改性剂对重质碳酸钙的改性效果更好。新型改性剂JST-9001和JST-9003可在低改性剂用量（0.50%）的情况下获得比硬脂酸和铝酸酯F-2更优的改性效果。JST-9001和JST-9003改性C525重质碳酸钙样品的吸油值分别为0.11mL/g和0.10mL/g，活化指数分别为98.77%和99.19%，浊度变化率为4.06%和5.30%，润湿接触角分别为154.2°和151.4°；改性C1000重质碳酸钙样品的吸油值分别为0.14mL/g和0.15mL/g，活化指数分别为89.73%和93.77%，浊度变化率分别为16.04%和9.59%，润湿接触角为91.9°和87.7°。优化用量下JST-9001和JST-9003改性剂分子中的亲水基与重质碳酸钙表面的—OH发生键合作用，改性剂分子层包覆于重质碳酸钙颗粒表面，因此重质碳酸钙表面性质发生改变，由亲水性转变为疏水性，且吸油值显著下降。 

 

2、滑石粉

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改性方法：先将块状偶联剂捣碎，然后将滑石粉与一定比例的偶联剂放入高速混合机中，设定温度为60℃，混合30min，出料即可得改性滑石粉。

改性剂：铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸等。

测试与表征：接触角、活化率以及红外光谱等，并将改性后的滑石粉与聚乙烯共混后进行吹塑薄膜，测定薄膜的力学性能。

改性效果：使用偶联剂对滑石粉进行改性，均能使滑石粉表面形成疏水层，改善了滑石粉与聚乙烯的相容性。此外，偶联剂与滑石粉的结合为较牢固的化学键相连。对比几种偶联剂处理效果，发现钛酸酯偶联剂效果较好。偶联剂虽然对薄膜的力学性能有提升作用，但用量不宜太多。钛酸酯偶联剂质量为滑石粉的2%时，聚乙烯薄膜的力学性能较好。随着滑石粉含量增多，薄膜的拉伸强度和断裂伸长率均有下降，可根据应用行业选择滑石粉的添加量。 

 

3、煤系高岭土

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改性方法：将一定量高岭土放入多功能粉碎机内，并按比例滴加一定量的改性剂（偶联剂KH-550），利用超高速的剪切粉碎和搅拌作用完成高岭土改性，达到预定时间后停机，倒出改性高岭土备用。

改性剂：偶联剂KH-550，用量为0.04%，改性时间为1min。

测试与表征：沉降体积、Zeta电位、红外（IR）谱、胶料的物理性能。

改性效果：与未改性高岭土胶料相比，改性高岭土胶料的物理性能明显提高，拉伸强度提高89%，撕裂强度提高21%，DIN磨耗量减小18%。与未改性高岭土相比，改性高岭土与橡胶的相容性改善，与橡胶基体结合良好，有利于传递应力，使胶料呈现优异的物理性能。

 

4、云母粉

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改性方法：将去离子水和无水乙醇按1︰1的比例配制一定量溶液置于200mL烧杯中，再称取一定量的改性剂置于其中，放于60℃水浴搅拌加热，促使改性剂预水解待用。再称取一定量的云母粉置于高速混合机中，预分散混合5min，称取设定比例预水解完毕的硅烷改性剂加入其中，高速混合20min，烘干物料，测试待用。

改性剂：氨基硅烷改性剂，最佳用量为1.5%。

测试与表征：活化度、接触角、黏度，将改性前后的云母粉应用于工业防腐涂料体系中，对整个涂料体系黏度和生产效率、耐中性盐雾、连续冷凝和耐冲击性等性能测试。

改性效果：改性后云母粉活化度可达到99.8%，水接触角能达到126°，黏度已经下降至41.6KU；改性云母粉在提升涂料体系的生产效率和应用性能方面，效果均优于未改性的云母粉。随着云母粉添加量的增大，由于吸油量变大原因，体系的黏度呈上升的趋势，且细度下降的时间会拉长，对生产制造性及效率有不良影响。相对于未改性产品，改性云母粉对体系黏度的影响明显下降，能改善生产效率和体系黏度。

 

5、钛白粉

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改性方法：将钛白粉在去离子水中打浆分散，用注射器吸取有机改性剂，均匀地喷洒在钛白粉水浆中，并用高速搅拌机进行充分搅拌，将处理后的钛白粉置于电热鼓风恒温干燥箱中烘干，使用实验室汽粉机粉碎至微米级粒径，得到有机改性样品。

改性剂：聚硅氧烷A、聚硅氧烷B、多元醇（TMP）。

测试与表征：亲疏水性、Lab、吸油量，并添加至ABS色母粒测试熔融指数、拉伸强度、冲击强度等材料性能。

改性效果：采用聚硅氧烷A、聚硅氧烷B、多元醇类有机改性剂处理钛白粉，对粉体的Lab值无显著影响，产品的吸油量指标均降低；经聚硅氧烷处理的钛白粉呈现疏水特性，增强了其与塑料树脂的相容性；经多元醇改性的钛白粉呈现亲水性，易吸收水分，影响塑料的应用性能；在ABS树脂体系中，加入聚硅氧烷A处理的钛白粉，对塑料制品的力学性能影响最小，材料的拉伸性能和冲击强度最好。 

 

6、纳米氧化锌 

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改性方法：取适量纳米ZnO放在真空干燥箱中预干燥，无水乙醇和去离子依照质量比3∶5混合，在干燥后的烧杯中加入纳米ZnO和上述溶液．超声破碎处理30min，在1000r/min下，搅拌1h，匀速搅拌后待温度恒定，缓慢匀速滴加硅烷偶联剂(溶于无水乙醇)，反应结束后冷却至室温，溶液用无水乙醇清洗3次、离心机离心3次，然后置于真空干燥箱干燥，制得偶联剂改性后纳米ZnO。 

改性剂：硅烷偶联剂(KH-570)，最佳用量3%，反应时间2h，反应温度60℃。 

测试与表征：活化指数、傅里叶变换红外光谱表征、扫描电镜表征、X射线表征。 

改性效果：纳米ZnO表面由亲水性变为疏水性，纳米粒子的团聚现象改善，分散稳定性提高。FT-IR分析表明，硅烷偶联剂KH－570成功改性纳米ZnO粉体；XRD衍射和SEM分析表明，是否改性并不会改变纳米ZnO粉体的六方晶型结构，但纳米ZnO粉体团聚现象显著改善。 

 

7、氢氧化铝

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改性方法：氢氧化铝粉体于120℃下干燥6~8h，加入石油醚溶剂制成浆料，装入三口烧瓶置于搅拌器之上，打开搅拌器，用滴管缓慢加入事先调配好的改性剂，高速搅拌反应约30min，真空抽滤样品，烘干，打散制成粉末状。

改性剂：钛酸酯偶联剂，最佳用量0.5%，最佳改性温度110～120℃。

测试与表征：制成硅橡胶防污闪涂料，检测产品性能。

改性效果：氢氧化铝予以表面改性处理后，在硅橡胶涂料中分散就较为均匀了，团聚现象虽然仍然有，但是已经得到了大大改善，并较大程度地提高了复合材料的相容性以及电气绝缘性。

 

8、氢氧化镁

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改性方法：在恒温80℃条件下，将分散在无水乙醇中的改性剂(2%)溶液与氢氧化镁按1∶1.5的比例配成浆料，改性2h。改性完抽滤、135℃烘干、研磨得到改性氢氧化镁粉末。

改性剂：钛酸酯偶联剂CS-201、CS-311，含磷有机阻燃剂磷酸甲酚二苯酯、亚磷酸二甲酯，用量2%，改性2h。

测试与表征：红外光谱、热重、电镜和粒度，并将将制得的改性氢氧化镁作为阻燃剂加入EVA中测试材料性能。

改性效果：钛酸酯偶联剂CS-201、CS-311和有机阻燃剂磷酸甲酚二苯酯、亚磷酸二甲酯改性MH都能起到降低颗粒团聚的作用，提高粒径的分散性，效果最好的是钛酸酯偶联剂CS-311。有机阻燃剂磷酸甲酚二苯酯改性MH，能提高氢氧化镁耐热性和高温下质量保持率。钛酸酯偶联剂CS-311改性后的氢氧化镁与EVA树脂的相容性最好，极大提高断裂伸长率；磷酸甲酚二苯酯改性改性后的氢氧化镁阻燃效果最好。

 

9、硫酸钙晶须

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改性方法：首先按照比例称取绝干质量为10g的硫酸钙晶须和一定量的氯化镁（相对于硫酸钙晶须绝干质量的10%，20%，30%）分别置于250mL烧瓶和100mL烧杯中待用；然后量取一定量的磷酸溶液（磷酸与氯化镁的摩尔比为1∶1），用去离子水稀释至200g后置于水浴锅中（水浴温度为25℃），再用氨水调节磷酸溶液pH值并将其缓慢倒入装有晶须的烧瓶中；将烧瓶置于一定温度和转速的磁力搅拌器中；最后将称量好的氯化镁溶于20mL的去离子水中，待其完全溶解后转移至恒压漏斗中并缓慢滴入烧瓶中；反应完成后，经过滤、洗涤和烘干得到改性硫酸钙晶须。

改性剂：氯化镁用量（相对于硫酸钙的绝干质量）为30%，改性温度为60℃，改性pH为9.0，改性时间为20min。

测试与表征：溶解度、粒径和表面形态、热重、白度，手抄片抄造和性能检测。

改性效果：改性后硫酸钙晶须在水中的溶解度可由0.25wt.%降低至0.02wt.%，当加填量为30%时，留着率可由24.5%提升至78.4%。将晶须改性后加填，可在一定程度上提高纸页的白度、不透明度。当纸页中填料含量介于5%~25%时，改性晶须的加填效果比传统造纸填料（碳酸钙和滑石粉）的加填效果更好。

  

10、活性硅酸钙

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改性方法：将工业制备的活性硅酸钙粉体和硬脂酸同时加入蒸压反应釜，温度120℃，搅拌速率500r/min，恒温时间30min，反应结束后使用自来水快速冷却反应釜，将粉体取出后充分沉淀，过滤后在鼓风干燥箱中100℃下烘干。

改性剂：硬脂酸，用量1%-8%。

测试与表征：吸油值、红外光谱、扫描电镜和热重分析，并将改性后的粉体加入到硅橡胶中制成复合材料测试性能。

改性效果：随着硬脂酸用量增加，吸油值不断降低；硬脂酸和粉体间存在化学吸附；添加1%硬脂酸可以使硅橡胶拉伸强度比未改性粉体增加40%。硬脂酸用量从1%增加至8%，拉伸强度降低，扯断伸长率先增加后降低，硬脂酸用量为4%时，扯断伸长率达到最大，硬脂酸用量为8%时，拉伸强度和扯断伸长率最低。

 

11、硅微粉

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改性剂：硅烷偶联剂KH-550添加量为4%，改性温度为100℃，改性时间为120min。

改性方法：称取5g硅微粉置于烧杯中，然后加入去离子水和乙醇的混合溶液，体积比为1:9。使用冰乙酸将溶液的pH调节至4左右，然后对固液混合物进行超声分散，使硅微粉与溶液充分混合，超声时间为15min,随后使用移液管加入不同质量分数的硅烷偶联剂，然后继续进行超声5min。将超声后的固液混合物使用恒温磁力搅拌器进行改性反应，温度设置为100℃，反应时间为120min。将反应完成后的硅微粉进行抽滤、干燥，然后得到经过表面改性的硅微粉。

测试与表征：粒度、表面微观形貌、吸油值、活化指数、红外光谱。

改性效果：改性后硅微粉的活化指数可以达到82.4%、吸油值为0.264ml/g。红外光谱图中,有新的官能团的吸收峰出现，表明偶联剂通过化学键合的方式结合在了硅微粉表面，改性效果明显。

 

12、轻质碳酸钙

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改性剂：阳离子壳聚糖（平均相对分子质量350kDa，取代度85%）、羧甲基纤维素（工业级，取代度75%）。

改性方法：先配制质量百分数均为1%的阳离子壳聚糖溶液和羧甲基纤维素溶液，用布氏漏斗过滤后备用。将15g经超声波破碎仪分散处理的轻质碳酸钙加入到100mL去离子水中，形成浓度均匀的填料悬浮液。然后把一定体积（15mL）的阳离子壳聚糖溶液在500r/min的搅拌速度下加入到上述填料悬浮液中，再加入一定量的羧甲基纤维素。搅拌一段时间，使其混合分散均匀。最后，用去离子水将改性轻质碳酸钙溶液质量百分数调至8.6%。其中留一部分轻质碳酸钙悬浮液在室温下放置12h后，用浊度仪检测其上清液的浊度。将另一部分悬浮液过滤、洗涤所得滤饼在50℃下干燥之后，经研磨处理得到粉末状改性轻质碳酸钙。

测试与表征：包覆率、粒径大小、颗粒微观聚集，加填纸张后填料留着率、再造烟叶纸基物理性能。

改性效果：在羧甲基纤维素与阳离子壳聚糖为比例2.9，搅拌速度540r/min，搅拌时间15.5min工艺条件下，轻质碳酸钙有机覆膜率达到5.42%。改性后轻质碳酸钙颗粒粒径明显变大，颗粒分布集中，均匀性得到改善。改性轻质碳酸钙表面形态和粒度大小有了明显的变化，聚集度明显变大。聚电解质复合物很好地沉积在轻质碳酸钙表面，形成了紧密的有机包覆结构。相比未改性轻质碳酸钙，改性轻质碳酸钙表现出更好的留着性能。改性轻质碳酸钙依靠机械截留和胶体吸附两种共同作用，以单一颗粒和絮聚体的形式留着在纤维表面及纤维之间形成的空隙中。

 

13、硅灰石

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改性剂：硅烷偶联剂KH-570/硬脂酸复合改性剂质量分数为2%，改性剂质量配比为1:1，改性时间为1h，改性温度为60℃，搅拌速度为300r/min。

改性方法：称取一定量硅灰石加入无水乙醇中，搅拌均匀，超声加热至指定温度后加入一定比例硬脂酸和KH-570，继续反应。反应结束后经冷却、抽滤、干燥，得到改性硅灰石。

测试与表征：吸油值、红外光谱，硅灰石/聚丙烯复合材料性能。

改性效果：改性后硅灰石吸油值最低为0.28ml/g；FTIR分析改性硅灰石在1575.56cm^-1和1544.70cm^-1处出现两个新特征吸收峰，取代了1750cm^-1附近硬脂酸羧基中C=O键吸收峰，可推断硬脂酸与硅灰石发生化学吸附生成硬脂酸盐。2919.69cm^-1与2852.20cm^-1处分别为硬脂酸和KH-570的C-H伸缩振动特征吸收峰。3448.09cm^-1处为O-H伸缩振动特征吸收峰，改性后此处吸收峰变弱，说明硅灰石表面-OH与偶联剂脱水结合，使-OH减少，吸收峰变弱。硅灰石填充改性聚丙烯复合材料，当填充量为45%时，改性硅灰石填充聚丙烯复合材料弯曲模量为1531.54MPa，弯曲强度为30.42MPa，拉伸强度变化不明显。与未经改性硅灰石相比，改性硅灰石与聚丙烯间有更好的结合界面，说明改性有利于提高改性硅灰石/聚丙烯复合材料的力学性能。

 

14、重晶石粉

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改性剂：以硬脂酸和单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂为复合改性剂，球磨时间为2h、球磨转速为800r/min、球料质量比（介质球/重晶石）为4:1、复合改性剂用量为2%、改性剂质量配比（硬脂酸/钛酸酯偶联剂）为2:1。

改性方法：采用湿式机械力化学法，取天然重晶石粉15g，放入球磨罐中;然后按质量比称取一定量的硬脂酸、钛酸酯偶联剂先后加入到装有无水乙醇的烧杯中，分别搅拌2-4min使其充分溶解，后将混合液倒入球磨罐中;再加入一定量的无水乙醇和去离子水的混合液，在行星式球磨机中对重晶石粉体进行机械力化学改性;最后分离球磨浆料并用真空泵抽滤，将滤饼放入干燥箱中于100℃下干燥，冷却至室温，经研磨得到改性产品。

测试与表征：通过FTIR、XRD、SEM、TEM、TG对改性前后重晶石的物相结构、形貌特征和包覆情况进行检测。

改性效果：改性后的重晶石粉体的接触角为150.95°，固体表面自由能为0.72mJ/m²，改性效果明显。FTIR、XRD、SEM、TEM、TG等分析结果表明，在改性过程中，重晶石平均粒径减小，内部晶体局部发生晶格位错，其内能增高，增加了反应活性，使其与复合改性剂发生了化学键合，在其表面包覆了改性剂，其包覆量为1.47%，包覆效果良好，最终导致重晶石固体表面自由能降低，接触角增大。

 

15、煅烧高岭土

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改性剂：用硅烷偶联剂KH-550，用量为5%。

改性方法：采用干法改性，将煅烧高岭土粉体在高速混合机中以1500r/min高速搅拌，同时通过喷淋装置将硅烷偶联剂溶液常温雾化喷到粉体上，升温干燥使溶剂挥发，最后高速搅拌打散并收集样品。

测试与表征：白度、吸油量、扫描电镜、红外光谱和能谱分析。

改性效果：水解和未水解的硅烷偶联剂对高岭土的改性效果显著，但区别不明显，两种改性方式对高岭土白度影响较小，改性后吸油量均下降。扫描电镜分析表明，850℃和900℃煅烧高岭土主要物相为无定型偏高岭土，改性后更易团聚。1000℃煅烧高岭土主要物相为莫来石和石英晶体，改性后不易团聚。红外光谱和能谱分析表明，改性剂分子与高岭土粉体表面发生化学结合作用。 

 

16、绢云母

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改性剂：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）用量1.5%、反应温度60℃，反应时间2h。

改性方法：将绢云母置于真空干燥箱中在80℃干燥2h；称取一定质量干燥好的绢云母，按照1:5的质量比添加去离子水，超声分散30min；KH-570按1:10的质量比与乙醇溶液混合后倒入三口烧瓶，在60℃下水解30min；将超声分散后的绢云母和水解后的KH-570在三口烧瓶中混合均匀，然后使用恒温磁力搅拌器在设定时间和温度下进行湿法改性实验；湿法改性结束后，将制备产物进行多次洗涤抽滤，真空干燥至恒重，最终得到KH-570改性绢云母。

测试与表征：浊度、活化指数、接触角、吸油值

改性效果：改性后绢云母粉最佳性能参数为浊度587NTU、活化指数80%、接触角50°、吸油值46%。相比未改性绢云母，KH-570改性绢云母的浊度提高了115%，活化指数提高了134%，接触角提高了194%，吸油值提高了71%，疏水性和分散性提高。测试与表征分析表明，KH-570与绢云母表面羟基发生偶联反应，KH-570改性绢云母的粒径变小，分散均匀，结晶度降低，粉体表面KH-570含量约为5%，耐热温度约为680℃，热加工性能、热稳定性能和耐高温性能良好。

 

17、钠基膨润土

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改性剂：十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）、十二烷基硫酸钠（SDS）、聚合羟基铁离子。

改性方法：采用插层改性法，将100g天然膨润土置于500mL质量分数为0.1%的中性（NaPO₄）₆溶液中，60℃搅拌0.5h后静置1.0h，取上层浆液90℃烘干，研磨过200目筛得到提纯膨润土（P-Bt）。在6个盛有100mL蒸馏水的锥形瓶中分别加入20g的P-Bt，再分别投加50%、100%、150%CEC的CTMAB，25%、50%、100%CEC的SDS，60℃水浴搅拌4h，离心并用蒸馏水反复洗涤5次，90℃烘干，研磨过200目筛分别得到不同改性剂投加量的有机插层改性膨润土。在25℃下向100mL 2mol/L的Fe（NO₃）₃溶液中分批加入10.6g的Na₂CO₃粉末，持续通入氮气剧烈搅拌2.0h，稀释至400mL并在室温下老化24h后得到聚合羟基铁插层改性剂。向150mL水中加入30g的P-Bt，60℃下持续搅拌并逐滴加入改性液，滴加完毕后在60℃老化24h，离心并用蒸馏水反复洗涤5次，90℃烘干，研磨过200目筛得到无机铁插层改性土（Fe-Bt）。在2个盛有50mL蒸馏水的锥形瓶中分别加入10g的Fe-Bt，再分别投加150%CEC的CTMAB与25%CEC的SDS，60℃水浴搅拌4.0h，离心并用蒸馏水反复洗涤5次，90℃烘干，研磨过200目筛分别得到有机-无机复合插层改性膨润土150C-Fe-Bt和25S-Fe-Bt。

测试与表征：X射线荧光光谱、扫描电镜、X射线衍射及红外光谱分析。

改性效果：钠基膨润土经插层改性后，各类插层改性土都成功形成“插层结构”。但不同插层剂的插层效果不同，CTMAB插层效果优于SDS，有机插层剂优于无机插层剂，SDS-Fe复合插层优于SDS插层，CTMAB-Fe复合插层劣于CTMAB插层。150C-Fe-Bt中CTMAB形成致密的有机相，聚合羟基铁离子分布于有机相之外。25S-Fe-Bt中聚合羟基铁离子则“镶嵌”于SDS单分子层。各插层改性土之间吸附量的大小关系与层间距的大小关系基本一致。随着层间距的增加，有机插层土对4-氯苯酚和苯酚之间的吸附量的差异在逐渐减小。有机插层土的分配作用有利于选择苯酚，而无机插层土的氢键作用更有利于选择4-氯苯酚。有机插层土对两种酚的吸附以分配作用为主，无机插层土以氢键作用为主，复合插层土同时存在分配作用与氢键作用。150C-Bt对苯酚和4-氯苯酚的吸附均符合Langmuir吸附等温方程，吸附过程都为优惠吸附。

 

18、白炭黑

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改性剂：以硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570），十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）。

改性方法：取120g白炭黑加入到2L四口烧瓶中，加入600g去离子水、一定量的CTAB，以250r/min搅拌并升温至65℃，调节pH至一定值，接着再加入体积比为1:1的乙醇和KH-570混合液，在一定温度下改性1.5h。将产物过滤、洗涤后，105℃烘干得到改性白炭黑。

测试与表征：黑活化度、表面羟基数、XRD、FT-IR、TEM，将改性白炭黑用于丁苯橡胶补强测试材料性能。

改性效果：CTAB质量分数为4%，KH-570质量分数为10%，反应温度为65℃，反应时间为1.5h，pH为6，改性后的白炭黑表面羟基数最少，为2.02个/nm²，活化度达100%。改性白炭黑用于丁苯橡胶进行应用研究表明，改性白炭黑能降低橡胶的门尼黏度、硫化时间，改善加工性能。橡胶的定伸应力以及断裂伸长率等力学指标有效改善，体积磨耗下降，提高橡胶耐磨性能。

 

19、电气石粉

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改性剂：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、双-（γ-三乙氧基硅基丙基）四硫化物（Si-69）、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯（Al-60）。

改性方法：采用湿法改性，将改性剂和无水乙醇按质量比10:1混合搅拌均匀后装入分液漏斗。将电气石粉和去离子水放入三口烧瓶，超声分散10min后置于90℃油浴锅中，以1000r/min转速机械搅拌，同时通过分液漏斗加入改性剂/无水乙醇分散液。分散液于15min加入完毕.继续反应2h，抽滤，洗涤，干燥，即得改性电气石粉。其中，电气石粉与改性剂的质量比为100:10。

测试与表征：通过机械共混法制备天然橡胶/电气石粉复合材料，测试其硫化性能、物理机械性能、动态力学性能等。

改性效果：三种改性剂均能与电气石粉表面成功接枝改性，使用KH-570、Si-69和Al-60改性的胶料质量损失率分别为6.50%、11.07%和13.25%。三种改性剂均能使NR/电气石粉的加工安全性能和加工流动性提升，使用KH-570和Al-60还能使胶料的正硫化时间缩短,硫化效率提升。三种改性剂改性后的胶料定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均较未改性的明显上升，但断裂伸长率却下降。综合来看，使用Al-60改性电气石粉效果最佳。其中，t10延长了119s，t90缩短了92s，拉伸强度提升了38%，滚动阻力下降了68.97%，动态生热下降了73.33%。

 

20、导热填料氧化铝

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改性剂：硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560），用量为5%，KH-560预水解pH值为7，KH-560预水解时长1h，反应温度60℃，反应时间1h，搅拌速率1500r/min。

改性方法：配制醇水比为1:8的溶液，加入适量的KH-560（KH-560:醇:水=20:9:72），搅拌均匀，使用40%的乙酸调节pH值，水解一段时间后备用。在磁力搅拌下，将微米Al₂O₃充分分散于适量乙醇中，混合时间约1h，将一定量（偶联剂用量为硅烷偶联剂占加入氧化铝的重量百分比）预水解后的KH-560缓慢加入到分散均匀后的微米氧化铝中，在不同的条件下混合反应。反应结束后抽滤，用乙醇洗涤三次，在60℃下干燥3h，冷却，密封保存使用。

测试与表征：吸油值、黏度、SEM、FTIR。

改性效果：红外光谱（IR）结果表明，KH-560已经成功接枝在氧化铝粉体表面，改性后的氧化铝粉体的棱角圆滑，颗粒无明显团聚现象。改性后氧化铝粉体的吸油值比未表面改性的Al₂O₃低，下降了43.4%左右。改性后填充环氧树脂，复合材料的黏度降低约16.1%。

 

21、纳米碳酸钙

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改性剂：硬脂酸、磷酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH-550、N-（γ-二甲氨丙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷YC-621、新型受阻三胺基硅烷QX-618。

改性方法：取同一反应釜、比表面积为26.43m²/g的纳米碳酸钙悬浮液，在70℃时加入3.0%（以碳酸钙干基计）硬脂酸进行表面改性30min；然后，继续加入0.5%磷酸酯进行改性30min，最后将改性完后的半成品进行压滤、烘干；当水分烘干至0.8%时，将样品进行粉碎、过筛；随后分别采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH-550、N-（γ-二甲氨丙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷YC-621、新型受阻三胺基硅烷QX-618继续对纳米碳酸钙进行干法改性，改性剂用量为0.5%，加料温度为50℃，出料温度为130℃，最后再经粉碎过筛，得到的样品备用。

测试与表征：对纳米碳酸钙粉体进行电子扫描、比表面积、吸油值、PH、水分等性能测试；将改性纳米碳酸钙填充密封胶，并测试流变性能、力学性能和耐水粘结性能等。

改性效果：经过不同胺基硅烷偶联剂改性后，纳米碳酸钙BET比表面积略微下降，但粒子粒径没有明显变化，且粒子分散情况良好。经过胺基硅烷偶联剂干法改性的样品，基料黏度均有增大的趋势；而且随着胺基官能团数量的增加，基料黏度和触变指数也呈递增的趋势，基料挤出率随之下降（用时增加）；但在成品胶中挤出率却表现出与基料反常的规律。经过不同胺基硅烷偶联剂改性后，对应的硅酮密封胶力学性能和粘结性能均有所改善，尤其是伸长率提升明显。N-（γ-二甲氨丙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和新型受阻三胺基硅烷改性的纳米碳酸钙制得的硅酮密封胶粘结效果要明显优于γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的纳米碳酸钙制得的硅酮密封胶，说明胺基数量在一定程度上对改性效果起着关键性的作用。

 

22、石膏粉

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改性剂：硅烷偶联剂KH-560、钛酸酯偶联剂NDZ-201，用量为1.5%。

改性方法：将一定量的KH-560或NDZ-201用无水乙醇按质量比1:50稀释；然后将适量硬石膏粉投入高速混合机中，升温至80℃，采用雾化方法将稀释后的KH-560或NDZ-201分3次喷到硬石膏粉中，混合15min后，获得改性硬石膏粉，置于60℃的真空烘箱中干燥2h，备用。将改性石膏粉与聚酰胺6（PA6）共混，制备出PA6/硬石膏粉复合材料。

测试与表征：FTIR、力学性能测试、SEM、TGA、DSC。

改性效果：FTIR分析表明，KH-560和NDZ-201均可通过化学键的形式连接到硬石膏粉表面。力学性能测试结果表明，与未改性硬石膏粉相比，改性后的硬石膏粉能更好地提高复合材料的力学性能，其中KH-560对硬石膏粉的表面改性效果要优于NDZ-201。当KH-560改性硬石膏粉的添加量为15phr时，复合材料具有最佳的综合力学性能。DSC分析表明，改性前后的硬石膏粉均起到了异相成核作用，提高了PA6的结晶温度和结晶度。同时，硬石膏粉的加入还有利于促进PA6γ晶型的生成。TGA结果显示，改性前后硬石膏粉的加入均能提高PA6的热稳定性，其中KH-560改性硬石膏粉的效果最为明显。

 

23、超细硫酸钡

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改性剂：硅烷偶联剂A171、A174、KH-580、油酸以及吐温80。

改性方法：称取一定量超细硫酸钡，加入配制好的改性剂、乙醇和水的混合液，用草酸调节其pH为3～4，然后将回流冷凝管安装到三口烧瓶中，加热搅拌1h，反应完成后将其过滤、洗涤，将得到的改性硫酸钡于80℃干燥4h。

测试与表征：活化度、粒度、红外光谱、热重－差热分析、扫描电镜等。

改性效果：当用硅烷A171、A174、油酸对硫酸钡改性时，得到的产品粒径较小，且粒度分布较窄；用硅烷KH-580和吐温80对硫酸钡改性时，得到的粒度分布范围较宽。尤其在反应中加入硅烷A174时，其粒度分布最窄，而且最靠近左侧，说明其粒径最小。使用硅烷A174对超细硫酸钡改性后，产品粒径从396.1nm减小到342nm，其粒度分布范围从342～531.2nm减小到295.3～458.7nm，得到了粒度分布更窄的硫酸钡颗粒。通过测电导率的方法确定硅烷A174与混合溶剂的水解条件为硅烷A174与去离子水和乙醇的质量比为1:8:1、水解时间为30min、pH=4。超细硫酸钡的适宜改性条件为改性剂质量是硫酸钡质量的2%、反应时间为1h、反应温度为80℃、搅拌器转速为400r/min。改性后产品的活化度达82.83%，表面疏水，分散性良好，改性剂的包覆率为1.14%。

 

24、氧化铁黄颜料

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改性剂：铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂

改性方法：称取10g氧化铁黄颜料于500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水配成浆液，置于60℃恒温水浴锅内，高速搅拌分散30min。取适量钛酸酯偶联剂置于无水乙醇中超声溶解。然后将上述溶液缓慢滴加于氧化铁黄颜料浆液中，在35℃温度下反应0.5h，反应结束后抽滤，并用蒸馏水洗涤数次，80℃烘干得到改性氧化铁黄颜料。

测试与表征：SEM、XRD、FT-IR、分散性、接触角。

改性效果：改性后氧化铁黄颜料结构完整，表面明显具有有机改性基团。在温度为50℃，钛酸酯偶联剂用量为11%，反应2h条件下，改性后氧化铁黄的吸光度值达到0.925，明显高于氧化铁黄颜料的吸光度值（0.471）。分散性实验表明钛酸酯的改性效果优于铝酸酯改性效果。接触角测试发现，改性后氧化铁黄颜料的接触角都大于90°，且铝酸酯改性后氧化铁黄颜料的疏水性优于钛酸酯的改性。

 

25、勃姆石

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改性剂：钛酸酯偶联剂。

改性方法：将称量好的200g勃姆石加入高速搅拌器后，向其中加入用异丙醇稀释的钛酸酯偶联剂TC‐114进行表面改性；搅拌10min后，放入40℃烘箱烘0.5h。

测试与表征：制备PP/改性勃姆石复合材料，采用热重分析仪、差示扫描量热仪、极限氧指数测试仪、锥形量热仪等测试复合材料性能。

改性效果：经过偶联剂处理的勃姆石填充PP后所得的复合材料的弯曲强度与纯PP对比的提高了14.4%，冲击强度提升了30.6%，而与未改性勃姆石填充的复合材料比弯曲强度提高了6.9%，冲击强度提升了5.7%，且断裂伸长率相较于未改性的复合材料提升4倍；改性勃姆石填充聚丙烯复合材料的熔体流动速率、热稳定性以及极限氧指数相较于纯PP都有较大程度提升；改性后的勃姆石有增强聚丙烯力学性能性能的效果，并且随着填入量的增加，热稳定性和阻燃性能都随之提高。

 

26、云母钛珠光颜料

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改性剂：异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯偶联剂、硬脂酸、硬脂酸镁、十六烷基三甲基溴化铵及十二烷基硫酸钠等表面活性剂。

改性方法：（1）钛酸酯偶联剂改性，称取5.09未改性云母钛珠光颜料于250mL三口圆底烧瓶中，加入10mL异丙醇，一定温度下搅拌分散15min，再加入溶有一定量钛酸酯偶联剂的10mL异丙醇溶液，继续水浴加热搅拌、回流一段时间。反应结束后趁热抽滤，用异丙醇洗涤，滤饼于80℃下烘干24h，最后过筛得到钛酸酯偶联剂改性的云母钛珠光颜料。（2）表面活性剂改性，称取干燥后的10g云母钛珠光颜料粉末，置于250mL三口圆底烧瓶中，依次加入30mL的无水乙醇和一定量PH=3～4的助剂溶液（如：粘土浆体的水溶液则用冰醋酸或盐酸调节水溶液PH=3～4），超声2-5min分散后，于一定温度下恒温水浴搅拌锅30min后缓慢滴加0.39聚二甲基硅氧烷和一定量表面活性剂的醇溶液（10mL），继续恒温搅拌一定时间后真空抽滤，样品置于烘干箱70℃～80℃恒温干燥24h，最后过筛（150目）可得到表面活性剂改性的云母钛珠光颜料粉末。

测试与表征：沉降曲线、亲油化度值、活化度、吸油量、SEM、XRD、FT-IR等。

改性效果：使用异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯作为改性剂，通过活化指数和吸油量测试结果表明，规定反应体系溶剂用量为20mL时，改性剂用量为4%，反应温度60℃，反应时间1.5h，对云母钛珠光颜料粉体的表面改性效果较佳；钛酸酯偶联剂以化学键合的方式接枝于云母钛珠光颜料粉体表面；云母钛珠光颜料经钛酸酯偶联剂改性后，其表面接枝了一层有机膜层，由亲水性转为疏水性，具有良好的分散性。用硬脂酸和硬脂酸镁改性云母钛珠光颜料的最佳工艺为反应时间t=2h、反应温度T=70℃和用量2.0%；十二烷基硫酸钠（SDS）改性时，最佳的反应参数为时间t=2.5h、温度T=60℃和用量3.0%；十六烷基三甲基溴化铵改性时，最佳反应参数时间t=2.5h、温度T=70℃和用量2.5%；不同表面活性剂改性云母钛珠光颜料，具有不同程度的疏水亲油能力及分散能力，其中以硬脂酸及硬脂酸镁改性的效果最为理想。改性后的珠光颜料粉体，通过亲油化度、沉降体积和在水/油相中等测试表明其和有机相的相容性明显优于未改性珠光颜料；XRD图表明了经过改性后的云母钛珠光颜料，虽然具有良好的亲油疏水效果，但其晶体结构仍没被破坏，所以仍保留云母钛珠光颜料原有金黄色光泽的物理性质；红外谱图和电镜分析表明，改性后的云母钛珠光颜料表面接上了亲油基的官能团。未改性的云母钛珠光颜料易团聚，经过改性后使其表面吸附有一些粘土浆体中的纳米颗粒，这不仅使得了云母钛珠光颜料具有良好的疏水效果，同时也能改善喷涂时吸附负电荷的能力，增强漆膜的珠光效应。

 

27、片状锌粉

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改性剂：硅烷偶联剂KH-560、硝酸铈。

改性方法：（1）硅烷偶联剂改性，将无水乙醇与去离子水按体积比4:1混合后，加入硅烷偶联剂KH-560搅拌混合制备成改性液。改性液经盐酸或氢氧化钠调节pH值后在40℃下水浴加热静置1h以进行预水解。预水解完成后将改性液与片状锌粉按质量比4:1的比例混合，在一定温度下以400-500r/min的速度搅拌，冷凝回流反应一段时间后，锌粉经抽滤、2次乙醇洗、2次水洗、120℃烘干1.5h、研磨、过100目筛后完成改性锌粉的制备。（2）硝酸铈改性，将无水乙醇与去离子水按体积比4:1混合后，加入硝酸铈制备成硝酸铈改性液，调节pH值为7。将改性液与锌粉按质量比4:1混合后，在25℃下以400-500r/min的速度搅拌改性1h，锌粉经抽滤、2次乙醇洗、2次水洗、120℃烘干1.5h、研磨、过100目筛后完成改性锌粉的制备。（3）复合改性，按KH-560用量12%，pH值为8制备改性液，在改性液预水解完成后加入0.01%质量分数）硝酸铈，60℃下反应1h，锌粉经抽滤、2次乙醇洗、2次水洗、120℃烘干1.5h、研磨、过100目筛后完成改性锌粉的制备。

测试与表征：电化学测试、沉降性测试、涂层测试。

改性效果：KH-560改性锌片/锌粉的最佳工艺条件为KH-560用量为锌粉用量的12%，反应温度为60℃，pH值为8，反应时间为60min。硝酸肺改性锌片/锌粉在反应温度为25°C、pH值为7、反应时间为60min的工艺条件下的最佳用量为0.010%。KH-560、硝酸铈改性后锌粉在水中的分散性得到显著提高。改性后锌粉制备的涂层表面光滑，未发生明显的锌粉团聚现象。KH-560改性锌粉制备的涂料施工性差，硝酸铈改性锌粉制备的涂料施工性好，且硝酸铈改性锌粉静置2h后仍可完成涂敷；相比于未改性涂层，KH-560改性涂层表干时间和实干时间缩短25%，附着力最好，硝酸铈改性涂层附着力最差。硝酸铈、KH-560改性、硝酸铈+KH-560改性涂层的腐蚀电流密度约降低为未改性涂层腐蚀电流密度的1/16、1/6、1/9。硝酸铈、硝酸铈+KH-560改性涂层相对于未改性、KH-560改性涂层钝化电位区间更大，钝化电流更低，硝酸铈改性涂层具有最低的钝化电流和最小的腐蚀速率。长效保护建议采用硝酸铈改性锌粉。

 

28、超细碳化硅粉体

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改性剂：阳离子型聚电解质聚二烯二甲基氯化铵（PDADMAC）、阴离子型聚电解质聚苯乙烯磺酸钠（PSS）、非离子型表面活性剂十八胺聚氧乙烯醚（AC1830）。

改性方法：（1）PDADMAC和PSS改性SiC粉体的过程如下：PDADMAC或PSS和SiC粉体在去离子水中搅拌6h，然后在3500rpm下离心10min。离心后的粉体在90℃下干燥12h，以获得聚电解质改性的SiC粉体。（2）十八胺聚氧乙烯醚与聚苯乙烯磺酸钠联合改性碳化硅，使用磁力搅拌器将50g原始碳化硅粉末和50ml去离子水混合；将混合物搅拌0-6小时；添加0.1-1.5wt%的AC1830（基于SiC粉体的质量），并将浆料搅拌0-6小时；为了尽可能减少改性剂过多造成的负面影响，以3500rpm的速度离心浆料5min，去除上清液，将沉淀物重新分散在50毫升去离子水中，然后再次离心；将沉淀物在90℃的烘箱中干燥12h，研磨后获得经AC1830改性的SiC粉末；使用PSS重复上述操作；将改性后的碳化硅粉末均匀地分散在去离子水中，得到改性碳化硅浆料。

测试与表征：SEM、XRD、粒度分布、浆料粘度、固相含量、Zeta电位、浆料沉降稳定性、表面吸附量。

改性效果：（1）聚二烯二甲基氯化铵（PDADMAC）通过静电引力相互作用吸附到SiC颗粒的表面。由于二者间的高亲和力吸附作用，PDADMAC在SiC表面的吸附构型为平坦的构型，且吸附量、吸附构型及改性效果不随分子量的变化而变化。改性pH值为11，添加量为0.24wt%，温度为90℃，改性时间为6h。由于PDADMAC的吸附使得SiC表面的电荷反转，将改性SiC粉体溶于水介质中调节pH值至3，改性SiC粉体通过静电-空间位阻稳定机制均匀分散在水介质中，制备了50vol.%固相含量下粘度为0.138Pa.s的SiC浆料。（2）聚苯乙烯磺酸钠（PSS）通过氢键和范德华力相互作用吸附到SiC颗粒的表面。由于二者间存在静电排斥相互作用，PSS在SiC表面的吸附构型为环状和尾状的构型，且随着PSS分子量的增大其在SiC颗粒表面的环状构型扩大、吸附量增大、改性效果变好。采用分子量为Mw=1000000的PSS，改性过程中不调节pH值，添加量为0.3wt%，温度为90℃，改性时间为6h。将改性SiC粉体溶于水介质中，调节pH值至11，改性SiC粉体通过静电-空间位阻稳定机制均匀分散在水介质中。得到了较高固相含量（45vol.%）的SiC浆料，对应的浆料粘度为0.098Pa.s。（3）采用非离子型表面活性剂十八胺聚氧乙烯醚（AC1830）和阴离子型聚电解质聚苯乙烯磺酸钠（PSS）作为改性剂对碳化硅粉体进行改性。AC1830的吸附不受表面电荷的影响，能屏蔽部分电荷，且可作为PSS的吸附位点，促进PSS在SiC表面的吸附。制备了粘度为0.039Pa.s、固相含量为50vol.%的适合于注浆成型的SiC浆料。Zeta电位法表明，用该方法改性的SiC粉末的等电点（IEP）明显向左偏移。沉降实验表明，分散稳定性显著提高。接触角测量表明，改性剂成功地吸附在粉末表面，并提供亲水基团，从而改善了粉末的润湿性。吸附测试结果表明，PSS对SiC粉体和AC1830改性SiC粉体的等温吸附模型和动力学吸附模型符合Langmuir模型和伪二级（PSO）模型。AC1830在SiC表面的吸附提高了PSS的吸附能力。

 

29、三聚磷酸铝防锈颜料

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改性剂：氧化锌、单宁酸（TA）、硅烷偶联剂。

改性方法：将三聚磷酸铝、ZnO和去离子水混合，在高速分散机下常温搅拌30min（1000r/min），通过ZnO改善三聚磷酸铝表面高酸值特性，之后将上述悬浮液转移至恒温水浴锅，加入单宁酸，KH-550，恒温60℃搅拌12h，反应完成后，使用去离子水与酒精溶液反复清洗3次去除残余的改性物质后，烘干（105℃）、粉碎得到改性三聚磷酸铝防锈颜料。

测试与表征：SEM、XRD、FT-IR等。

改性效果：ZnO有效地缓解了三聚磷酸铝的高酸值特性，改性三聚磷酸铝的pH提升，H⁺被抑制释放导致三聚磷酸铝的电导率略微下降，同时ZnO与单宁酸改性，造成了三聚磷酸铝的吸油值下降。盐雾试验证明1%单宁酸改性的三聚磷酸铝（单宁酸＠三聚磷酸铝-1）在水性丙烯酸中的防锈性能最佳，过量的单宁酸改性造成防锈颜料的防锈性能下降，单宁酸／硅烷偶联剂有效地改善了三聚磷酸铝与丙烯酸树脂之间的相容性。激光粒度仪表明改性后三聚磷酸铝有少量颗粒聚集，但不影响在涂料中的使用；SEM表征说明三聚磷酸铝表面并非连续聚集状态，三聚磷酸铝表面有一层不规则包覆层，这是ZnO/单宁酸/偶联剂改性三聚磷酸铝在其表面反应形成的。FT-IR分析表明单宁酸负载在三聚磷酸铝表面，XRD分析结果说明ZnO的添加与主物质三聚磷酸铝反应，形成更多非主物质三聚磷酸铝可溶性物质。

 

30、铝粉

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改性剂：十六烷基三甲氧基硅烷，十二烷基三甲氧基硅烷，癸基三甲氧基硅烷与辛基三甲氧基硅烷。

改性方法：将平均尺寸为约1-2μm的铝填料180g添加至300ml的无水乙醇中，并将混合物在室温下搅拌2小时；随后添加不同的硅烷偶联剂（铝填料的重量为5%）和15ml去离子水添；将样品在75℃下冷凝并回流，并搅拌5小时；将样品以8000RPM离心10分钟，然后用无水乙醇重复离心洗涤多次，以确保完全除去未反应的硅烷偶联剂。然后将样品放入真空烘箱中，并在120°C下真空干燥5小时备用。

测试与表征：SEM、XRD、FT-IR、TGA、接触角等

改性效果：表面化学性质处理的铝填料显著提高了热界面材料的性能，其中粘度可降低77%，断裂伸长率可达154.71%，导热系数也有所提高，热均匀性显著提高，在极端冷热循环条件下，热稳定性提高了近20%。同时，降低铝填料的表面能有利于提高铝填料在有机硅基体中的分散性。，不同硅烷偶联剂改性的导热填料对填料的分散以及导热复合材料的性能有较大的影响。使用十二烷基三甲氧基硅烷偶联剂的改性的铝填料及其制备成的热界面材料的综合性能最为优异。

 

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