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重質(zhì)碳酸鈣活化改性應(yīng)用技術(shù)有什么優(yōu)勢(shì)

添加時(shí)間:2017年09月28日   【字體大。 】 關(guān)注:2941

  重質(zhì)碳酸鈣活化后稱為活化碳酸鈣,改性后的具體應(yīng)用有哪些呢?

  1、活性碳酸鈣和普通碳酸鈣的區(qū)別及優(yōu)勢(shì)

  1 活性碳酸鈣

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

  2 活化產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)

  正確活化改性產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)主要是其應(yīng)用性能的改善和提高。對(duì)于某些應(yīng)用領(lǐng)域,如PVC、PE塑料制品、膠黏劑、橡膠制品、環(huán)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(zhì)碳酸鈣活化改性技術(shù)

  (1)活化改性方法

  主要有化學(xué)包覆改性,機(jī)械力化學(xué)改性和復(fù)合改性等。

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

  機(jī)械力化學(xué)改性:利用超細(xì)粉碎及其它強(qiáng)烈機(jī)械作用對(duì)粉體表面進(jìn)行激活,在一定程度上改變顆粒表面的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)吸附和反應(yīng)活性(增加表面活性點(diǎn)或活性基團(tuán))等。對(duì)粉體進(jìn)行機(jī)械激活的設(shè)備主要是各種類型的球磨機(jī)(筒式球磨、行星球磨、振動(dòng)球磨、離心磨、攪拌球磨機(jī)等)、氣流磨及高速機(jī)械沖擊式磨機(jī)等。影響機(jī)械激活作用強(qiáng)弱的主要因素:粉碎設(shè)備類型、機(jī)械作用方式、粉碎環(huán)境(干、濕、添加劑)、機(jī)械力的作用時(shí)以及粉體的粒度和比表面積等。

  復(fù)合改性: 指采用兩種以上方法對(duì)粉體進(jìn)行表面處理的工藝方法,如機(jī)械力化學(xué)與化學(xué)包覆的復(fù)合、沉淀反應(yīng)與化學(xué)包覆的復(fù)合,高能輻射與表面包覆的復(fù)合,等等;對(duì)于重質(zhì)碳酸鈣來說主要是機(jī)械力化學(xué)與化學(xué)包覆復(fù)合。機(jī)械化學(xué)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(dá)到表面有機(jī)化學(xué)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(fù)合工藝。

  干法工藝: 將粉體在干態(tài)下或干燥后在改性設(shè)備中進(jìn)行強(qiáng)烈機(jī)械分散,同時(shí)添加配置好的表面改性劑在一定溫度下進(jìn)行表面改性的工藝。干法改性工藝簡(jiǎn)單、適用于各種有機(jī)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(xué)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(shè)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(jī)械攪拌分散和一定溫度條件下進(jìn)行表面改性的工藝。 適用于各種可水溶/水解的有機(jī)表面改性劑、無機(jī)表面改性劑(沉淀反應(yīng)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(diǎn),但要后續(xù)干燥作業(yè),因此,適用于前段為濕式制粉作業(yè)而后又需要干燥的場(chǎng)合。

  粉碎與表面改性合二為一工藝:通過在機(jī)械粉碎過程中添加表面改性劑在粒度減下的同時(shí)對(duì)粉體顆粒進(jìn)行表面改性。其優(yōu)點(diǎn)是可以簡(jiǎn)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(diǎn)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(jié)構(gòu)。此外,由于粉碎過程中顆粒不斷被粉碎、產(chǎn)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(shí)對(duì)粉體顆粒進(jìn)行表面改性。其優(yōu)點(diǎn)是可以簡(jiǎn)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(diǎn)改性劑可能被分解或蒸發(fā),在干燥后出料前加入改性劑,作用時(shí)間一般較短。

  (3)表面改性劑

  重質(zhì)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(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋁/鈦酸酯復(fù)合偶聯(lián)劑、水溶性高分子、有機(jī)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(zhì)量的0.5~2%。

  鈦酸酯偶聯(lián)劑:分單烷氧基型、鰲合型、配位型、復(fù)合型4種,用量約為粉體質(zhì)量的0.5~2%。

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

  鋁/鈦酸酯復(fù)合偶聯(lián)劑:用量約為粉體質(zhì)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(wěn)定性和相容性,用量約為粉體質(zhì)量的0.3~2%。

  (4)表面改性設(shè)備

  目前生產(chǎn)中應(yīng)用的改性設(shè)備主要有干法和濕法兩種。由于重質(zhì)碳酸鈣的加工以干法為主,因此主要采用干法改性設(shè)備。目前生產(chǎn)中應(yīng)用的干法改性設(shè)備有連續(xù)式和間歇式兩種。目前生產(chǎn)中應(yīng)用的連續(xù)式表面改性機(jī)主要是SLG型連續(xù)粉體表面改性機(jī);間歇式以高速加熱混合機(jī)為代表。由于間歇式表面改性機(jī)存在對(duì)粉體與表面改性劑的作用機(jī)會(huì)不均導(dǎo)致的改性不均勻以及單位產(chǎn)品改性劑消耗大、能耗高、粉塵污染嚴(yán)重、操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)備處理能力小和生產(chǎn)效率低等先天缺陷,正逐步被SLG型連續(xù)粉體表面改性機(jī)取代。

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