目前,表面改性已成為碳酸鈣(包括輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣)最重要和必須的深加工技術(shù)之一,其方法主要是化學(xué)包覆,輔之以機(jī)械力化學(xué)。
硬脂酸(鹽)是碳酸鈣最常用的表面改性劑。其改性工藝可以采用干法,也可以采用濕法。一般濕法工藝要使用硬脂酸鹽,如硬脂酸鈉。
1、硬脂酸干法改性碳酸鈣
硬脂酸干法處理碳酸鈣的工藝流程主要是:先將碳酸鈣進(jìn)行干燥,除去水分(如果碳酸鈣的水分含量小于1%可以不進(jìn)行干燥),然后加入計(jì)量配置好的硬脂酸在表面改性機(jī)中完成碳酸鈣粉體的表面改性。
采用連續(xù)式粉體表面設(shè)備時(shí),物料和表面改性劑是連續(xù)同步給入的,硬脂酸可以直接以固體粉狀添加,用量依粉體的粒度大小或比表面積而定,一般為碳酸鈣質(zhì)量的0.8%-1.2%。
在高速混合機(jī)、臥式槳葉混合機(jī)及其他可控溫混合機(jī)中進(jìn)行表面包覆改性時(shí),一般為間歇操作,首先將計(jì)量和配制好的物料和硬脂酸一并加入改性機(jī)中,攪拌混合15-60min即可出料包裝,硬脂酸的用量為碳酸鈣質(zhì)量的0.8%-1.5%左右,反應(yīng)溫度控制在100℃左右。
為了使硬脂酸更好地分散和均勻地與碳酸鈣粒子作用,也可以預(yù)先將硬脂酸用溶劑(如無(wú)水乙醇)稀釋。改性時(shí)也可適量加入其他助劑。
2、硬脂酸濕法改性碳酸鈣
濕法改性是在水溶液中對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性處理。一般工藝過(guò)程是先將硬脂酸皂化,然后加入碳酸鈣漿料中,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的反應(yīng)后,進(jìn)行過(guò)濾和干燥。
碳酸鈣在液相中的分散比在氣相中的分散較為容易。另外,通過(guò)加入分散劑,使其分散效果更好,因此,在液相中碳酸鈣顆粒與表面改性劑分子的作用更均勻。當(dāng)碳酸鈣顆粒吸附了硬脂酸鹽后,表面能降低,即使經(jīng)壓濾、干燥后形成二次粒子,其團(tuán)聚結(jié)合力減弱,不會(huì)形成硬團(tuán)聚,用較小的剪切力即可將其重新分散。
雖然常溫下也可進(jìn)行濕法表面改性,但反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),因此,一般都要加溫進(jìn)行表面改性,改性溫度一般為50-100℃左右。
濕法表面改性一般用于輕質(zhì)碳酸鈣及濕法研磨的超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣的表面改性。
用脂肪酸(鹽)改性處理后的活性碳酸鈣主要應(yīng)用于填充聚氯乙烯塑料、電纜材料、膠粘劑、油墨、涂料等領(lǐng)域。

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