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重質碳酸鈣活化改性應用技術有什么優勢

添加時間:2017年09月28日   【字體大小: 】 關注:944

  重質碳酸鈣活化后稱為活化碳酸鈣,改性后的具體應用有哪些呢?

  1、活性碳酸鈣和普通碳酸鈣的區別及優勢

  1 活性碳酸鈣

  所謂“活化碳酸鈣”是指經過表面處理或表面改性的、與有機樹脂或基料或應用體系相容性較好,表面作用力較強的碳酸鈣粉體,包括活性重質碳酸鈣(GCC)、活性輕鈣(PCC)、納米鈣;未經表面處理或改性的“碳酸鈣”,表面與有機樹脂或基料的相容性差,難以在基料中均勻分散,與應用體系的配伍性不好,表面與有機樹脂或基料的作用力較弱,因此,應用性能指標較差,甚至不能應用。

  2 活化產品的優勢

  正確活化改性產品的優勢主要是其應用性能的改善和提高。對于某些應用領域,如PVC、PE塑料制品、膠黏劑、橡膠制品、環氧樹脂(人造石)等的填料,表面活化改性是必須的工序。

  2、重質碳酸鈣活化改性技術

  (1)活化改性方法

  主要有化學包覆改性,機械力化學改性和復合改性等。

  化學包覆改性:以有機物為表面處理劑,通過表面官能團作用、游離基反應、鰲合反應、溶膠吸附吸附或化學反應使顆粒表面活化的方法。影響表面化學包覆改性活化效果的因素:粉體的表面性質;表面改性劑的種類、用量及用法;工藝設備及操作條件等。

  機械力化學改性:利用超細粉碎及其它強烈機械作用對粉體表面進行激活,在一定程度上改變顆粒表面的晶體結構、化學吸附和反應活性(增加表面活性點或活性基團)等。對粉體進行機械激活的設備主要是各種類型的球磨機(筒式球磨、行星球磨、振動球磨、離心磨、攪拌球磨機等)、氣流磨及高速機械沖擊式磨機等。影響機械激活作用強弱的主要因素:粉碎設備類型、機械作用方式、粉碎環境(干、濕、添加劑)、機械力的作用時以及粉體的粒度和比表面積等。

  復合改性: 指采用兩種以上方法對粉體進行表面處理的工藝方法,如機械力化學與化學包覆的復合、沉淀反應與化學包覆的復合,高能輻射與表面包覆的復合,等等;對于重質碳酸鈣來說主要是機械力化學與化學包覆復合。機械化學與表面包覆處理是在粉碎過程中添加表面改性劑,使顆粒在粒度減小過程中達到表面有機化學包覆改性的方法。

  (2)活化改性工藝

  主要有干法工藝,濕法工藝和復合工藝。

  干法工藝: 將粉體在干態下或干燥后在改性設備中進行強烈機械分散,同時添加配置好的表面改性劑在一定溫度下進行表面改性的工藝。干法改性工藝簡單、適用于各種有機表面改性劑,特別是非水溶性的各種表面改性劑的物理或化學包覆改性。表面改性劑的分散和表面包覆的均勻性取決于表面改性設備。

  濕法工藝: 在一定固液比的漿料中添加配置好的表面改性劑,在機械攪拌分散和一定溫度條件下進行表面改性的工藝。 適用于各種可水溶/水解的有機表面改性劑、無機表面改性劑(沉淀反應包膜)。濕法工藝具有表面改性劑分散較好、表面包覆較均勻等特點,但要后續干燥作業,因此,適用于前段為濕式制粉作業而后又需要干燥的場合。

  粉碎與表面改性合二為一工藝:通過在機械粉碎過程中添加表面改性劑在粒度減下的同時對粉體顆粒進行表面改性。其優點是可以簡化工藝,某些表面改性劑可在一定程度上提高粉碎效率;缺點是溫度難以控制,局部的過高溫升可能破壞改性劑的分子結構。此外,由于粉碎過程中顆粒不斷被粉碎、產生新表面,顆粒包覆不夠均勻。

  干燥與表面改性合二為一工藝:通過在粉體干燥過程中添加表面改性劑在粉體脫水的同時對粉體顆粒進行表面改性。其優點是可以簡化工藝;問題是干燥溫度一般在200°C以上,干燥過程中加入的較低沸點改性劑可能被分解或蒸發,在干燥后出料前加入改性劑,作用時間一般較短。

  (3)表面改性劑

  重質碳酸鈣表面改性劑常用的表面改性劑主要是脂肪酸及其鹽、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋁/鈦酸酯復合偶聯劑、水溶性高分子、有機低聚物等

  脂肪酸及其鹽主要有硬脂酸、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等;用量約為粉體質量的0.5~2%。

  鈦酸酯偶聯劑:分單烷氧基型、鰲合型、配位型、復合型4種,用量約為粉體質量的0.5~2%。

  鋁酸酯偶聯劑:分為DL、F、H(水溶性)、L等系列,用量約為粉體質量的0.3~1.5%。

  鋁/鈦酸酯復合偶聯劑:用量約為粉體質量的0.3~1.5%。

  水溶性高分子:分為天然水溶性高分子、半合成水溶性高分子和合成水溶性高分子三大類,主要用于改善碳酸鈣在水相體系的分散穩定性和相容性,用量約為粉體質量的0.3~2%。

  (4)表面改性設備

  目前生產中應用的改性設備主要有干法和濕法兩種。由于重質碳酸鈣的加工以干法為主,因此主要采用干法改性設備。目前生產中應用的干法改性設備有連續式和間歇式兩種。目前生產中應用的連續式表面改性機主要是SLG型連續粉體表面改性機;間歇式以高速加熱混合機為代表。由于間歇式表面改性機存在對粉體與表面改性劑的作用機會不均導致的改性不均勻以及單位產品改性劑消耗大、能耗高、粉塵污染嚴重、操作工人勞動強度大、設備處理能力小和生產效率低等先天缺陷,正逐步被SLG型連續粉體表面改性機取代。

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