用于碳酸鈣表面改性的偶聯(lián)劑主要是鈦酸酯和鋁酸酯偶聯(lián)劑，或者是復(fù)合偶聯(lián)劑。經(jīng)偶聯(lián)劑處理后的碳酸鈣（包括輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣），除了用作硬質(zhì)的聚氯乙烯的功能填料外，還廣泛用做膠粘劑、油墨、涂料等的填料和顏料。
1、鈦酸酯偶聯(lián)劑改性碳酸鈣
用鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行干法表面包覆改性的工藝流程
為了提高鈦酸酯偶聯(lián)劑與碳酸鈣作用的均勻性，一般用惰性溶劑，如液體石蠟（白油）、石油醚、變壓器油、無(wú)水乙醇等進(jìn)行溶解和稀釋。
鈦酸酯偶聯(lián)劑和惰性溶劑混合后以噴霧或滴加形式加入高速混合機(jī)中，這樣可以更好地與碳酸鈣顆粒分散混合，進(jìn)行表面化學(xué)包覆。如采用連續(xù)式的表面改性設(shè)備，也可以不要用溶劑預(yù)先對(duì)鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行稀釋。
鈦酸酯偶聯(lián)劑用量依碳酸鈣的粒度和比表面積而定，一般為0.5%-3.0%。碳酸鈣的干燥溫度盡可能在偶聯(lián)劑閃點(diǎn)以下，一般為100-120℃。
用鈦酸酯偶聯(lián)劑處理后的碳酸鈣，與聚合物分子有較好的相容性。同時(shí)，由于鈦酸酯偶聯(lián)劑能在碳酸鈣分子和聚合物分子之間形成分子架橋，增強(qiáng)了有機(jī)高聚物或樹(shù)脂與碳酸鈣之間的相互作用，可顯著提高熱塑料復(fù)合材料等的力學(xué)性能，如沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及伸長(zhǎng)率等。
2、鋁酸酯偶聯(lián)劑改性碳酸鈣
鋁酸酯偶聯(lián)劑已廣泛應(yīng)用于碳酸鈣的表面處理和填充塑料制品，如PVC、PP、PE及填充母粒等制品的加工中。
研究表明，經(jīng)鋁酸酯處理后的輕質(zhì)碳酸鈣在可使碳酸鈣/液體石蠟混合體系的黏度顯著下降，說(shuō)明改性后的碳酸鈣在有機(jī)介質(zhì)中的分散性良好。
此外，表面改性活化后的碳酸鈣可顯著提高CaCO3/PP（聚丙烯）共混體系的力學(xué)性能，如沖擊強(qiáng)度、韌性等。
3、復(fù)合偶聯(lián)改性碳酸鈣
復(fù)合偶聯(lián)體系是以碳酸鈣偶聯(lián)劑為基礎(chǔ)，結(jié)合其他表面處理劑、交聯(lián)劑、加工改性劑對(duì)碳酸鈣表面進(jìn)行綜合技術(shù)處理的工藝。
碳酸鈣復(fù)合偶聯(lián)改性體系工藝流程
復(fù)合偶聯(lián)體系中偶聯(lián)劑及各種助劑分述如下：
鈦酸酯偶聯(lián)劑。
硬脂酸。單獨(dú)使用硬脂酸處理碳酸鈣，效果不理想。單獨(dú)使用偶聯(lián)劑處理碳酸鈣，成本較高。將硬脂酸與鈦酸酯偶聯(lián)劑結(jié)合使用，可以收到較好的協(xié)同效果。硬脂酸的加入基本上不影響偶聯(lián)劑的偶聯(lián)作用。同時(shí)，還可以減少偶聯(lián)劑的用量，降低生產(chǎn)成本。
交聯(lián)劑雙馬來(lái)酞亞胺。復(fù)合偶聯(lián)劑體系中，采用交聯(lián)劑可以使無(wú)機(jī)填料通過(guò)交聯(lián)技術(shù)與基體樹(shù)脂緊密地結(jié)合在一起，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的各項(xiàng)機(jī)械力學(xué)性能。這是“白艷華”或簡(jiǎn)單鈦酸酯偶聯(lián)劑表面處理難以達(dá)到的。
加工改性劑-80樹(shù)脂等。各種加工改性劑主要是高分子化合物。加工改性劑可以顯著改善樹(shù)脂的熔體流動(dòng)性、熱變形性能及制品表面的光澤等。
為了使所有碳酸鈣粒子表面都能包覆一層偶聯(lián)劑分子，可以改噴霧或滴加的方法為乳液浸漬的辦法，再經(jīng)過(guò)濾，烘干，粉碎后與交聯(lián)劑等助劑高速捏合（混合），均勻分散。
綜上所述，碳酸鈣復(fù)合偶聯(lián)體系的主要成分是碳酸鈣和鈦酸酯偶聯(lián)劑。鈦酸酯偶聯(lián)劑發(fā)揮了主要作用。在此基礎(chǔ)上，再配合交聯(lián)劑、表面活性劑、加工改性劑等可進(jìn)一步增強(qiáng)碳酸鈣填料的表面活性，增加填料的用量，提高復(fù)合材料的性能。
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