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重质碳酸钙活化改性应用技术有什么优势

添加时间:2017年09月28日   【字体大小: 】 关注:604

  重质碳酸钙活化后称为活化碳酸钙,改性后的具体应用有哪些呢?

  1、活性碳酸钙和普通碳酸钙的区别及优势

  1 活性碳酸钙

  所谓“活化碳酸钙”是指经过表面处理或表面改性的、与有机树脂或基料或应用体系相容性较好,表面作用力较强的碳酸钙粉体,包括活性重质碳酸钙(GCC)、活性轻钙(PCC)、纳米钙;未经表面处理或改性的“碳酸钙”,表面与有机树脂或基料的相容性差,难以在基料中均匀分散,与应用体系的配伍性不好,表面与有机树脂或基料的作用力较弱,因此,应用性能指标较差,甚至不能应用。

  2 活化产品的优势

  正确活化改性产品的优势主要是其应用性能的改善和提高。对于某些应用领域,如PVC、PE塑料制品、胶黏剂、橡胶制品、环氧树脂(人造石)等的填料,表面活化改性是必须的工序。

  2、重质碳酸钙活化改性技术

  (1)活化改性方法

  主要有化学包覆改性,机械力化学改性和复合改性等。

  化学包覆改性:以有机物为表面处理剂,通过表面官能团作用、游离基反应、鳌合反应、溶胶吸附吸附或化学反应使颗粒表面活化的方法。影响表面化学包覆改性活化效果的因素:粉体的表面性质;表面改性剂的种类、用量及用法;工艺设备及操作条件等。

  机械力化学改性:利用超细粉碎及其它强烈机械作用对粉体表面进行激活,在一定程度上改变颗粒表面的晶体结构、化学吸附和反应活性(增加表面活性点或活性基团)等。对粉体进行机械激活的设备主要是各种类型的球磨机(筒式球磨、行星球磨、振动球磨、离心磨、搅拌球磨机等)、气流磨及高速机械冲击式磨机等。影响机械激活作用强弱的主要因素:粉碎设备类型、机械作用方式、粉碎环境(干、湿、添加剂)、机械力的作用时以及粉体的粒度和比表面积等。

  复合改性: 指采用两种以上方法对粉体进行表面处理的工艺方法,如机械力化学与化学包覆的复合、沉淀反应与化学包覆的复合,高能辐射与表面包覆的复合,等等;对于重质碳酸钙来说主要是机械力化学与化学包覆复合。机械化学与表面包覆处理是在粉碎过程中添加表面改性剂,使颗粒在粒度减小过程中达到表面有机化学包覆改性的方法。

  (2)活化改性工艺

  主要有干法工艺,湿法工艺和复合工艺。

  干法工艺: 将粉体在干态下或干燥后在改性设备中进行强烈机械分散,同时添加配置好的表面改性剂在一定温度下进行表面改性的工艺。干法改性工艺简单、适用于各种有机表面改性剂,特别是非水溶性的各种表面改性剂的物理或化学包覆改性。表面改性剂的分散和表面包覆的均匀性取决于表面改性设备。

  湿法工艺: 在一定固液比的浆料中添加配置好的表面改性剂,在机械搅拌分散和一定温度条件下进行表面改性的工艺。 适用于各种可水溶/水解的有机表面改性剂、无机表面改性剂(沉淀反应包膜)。湿法工艺具有表面改性剂分散较好、表面包覆较均匀等特点,但要后续干燥作业,因此,适用于前段为湿式制粉作业而后又需要干燥的场合。

  粉碎与表面改性合二为一工艺:通过在机械粉碎过程中添加表面改性剂在粒度减下的同时对粉体颗粒进行表面改性。其优点是可以简化工艺,某些表面改性剂可在一定程度上提高粉碎效率;缺点是温度难以控制,局部的过高温升可能破坏改性剂的分子结构。此外,由于粉碎过程中颗粒不断被粉碎、产生新表面,颗粒包覆不够均匀。

  干燥与表面改性合二为一工艺:通过在粉体干燥过程中添加表面改性剂在粉体脱水的同时对粉体颗粒进行表面改性。其优点是可以简化工艺;问题是干燥温度一般在200°C以上,干燥过程中加入的较低沸点改性剂可能被分解或蒸发,在干燥后出料前加入改性剂,作用时间一般较短。

  (3)表面改性剂

  重质碳酸钙表面改性剂常用的表面改性剂主要是脂肪酸及其盐、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝/钛酸酯复合偶联剂、水溶性高分子、有机低聚物等

  脂肪酸及其盐主要有硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸锌等;用量约为粉体质量的0.5~2%。

  钛酸酯偶联剂:分单烷氧基型、鳌合型、配位型、复合型4种,用量约为粉体质量的0.5~2%。

  铝酸酯偶联剂:分为DL、F、H(水溶性)、L等系列,用量约为粉体质量的0.3~1.5%。

  铝/钛酸酯复合偶联剂:用量约为粉体质量的0.3~1.5%。

  水溶性高分子:分为天然水溶性高分子、半合成水溶性高分子和合成水溶性高分子三大类,主要用于改善碳酸钙在水相体系的分散稳定性和相容性,用量约为粉体质量的0.3~2%。

  (4)表面改性设备

  目前生产中应用的改性设备主要有干法和湿法两种。由于重质碳酸钙的加工以干法为主,因此主要采用干法改性设备。目前生产中应用的干法改性设备有连续式和间歇式两种。目前生产中应用的连续式表面改性机主要是SLG型连续粉体表面改性机;间歇式以高速加热混合机为代表。由于间歇式表面改性机存在对粉体与表面改性剂的作用机会不均导致的改性不均匀以及单位产品改性剂消耗大、能耗高、粉尘污染严重、操作工人劳动强度大、设备处理能力小和生产效率低等先天缺陷,正逐步被SLG型连续粉体表面改性机取代。

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