关于超细碳酸钙粉体的干法表面改性分析

Ｈｉｇｈ＆Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　关于超细碳酸钙粉体的干法表面改性分析　杨健　（连州鑫鑫化工有限公司，广东清远５１３４００）　【摘要】碳酸钙粉体的表面改性是其深加工的重要部分，是　择应该考虑粉体的材质、处理方式以及它的应用行业等，根据具体　情况进行具体的分析。目前我国应用于碳酸钙粉体加工的表面改性　剂主要有硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类等，不同的改性剂性质不同，　应用于粉体加工中功能也不同，另外，因为碳酸钙的表面改性剂主　要解决碳酸钙的分散问题、粉体与有机高分子材料产生界面结合的　问题以及粉体表面改性后的功能及专用化等问题。所以，在选择表　塑料工业使用数量最大、应用面最广的粉体填料。工业生产中使用　的活性碳酸钙粉体，主要是通过单一的硬脂酸及其盐、表面活性剂　或偶联剂的吸附、表面涂覆和表面化学陛来实现表面有机化改性。　本文主要介绍超细碳酸钙的干法表面改性以及应用效果。解决塑料　制品加工中混料的均匀性及下料的离析现象，减少清洗设备的用料　量，提高超细碳酸钙粉体的应用性能与质量。　【关键词】超细；碳酸钙粉体；干法表面改性　粉体表面改性是集粉体加工材料、材料性能、化工机械等于一　体的新技术，此技术的针对性和目的性比较强，而且此技术工艺方　法比较多，影响因素也比较复杂，所以在制作的过程中要细致的分　析这些影响因素，从而选择正确的表面改性方法、工艺配方和设备，　使碳酸钙粉体的表面改性达到预期目的。碳酸钙粉是一种普通的无　机非金属填料，经过超细粉碎和改性，可以将其变成一种性能优越　的功能填料。　１碳酸钙粉体表面改性概述　碳酸钙在人们的日常生活中比较常见，被广泛应用于塑料、造　纸、建筑材料、食品添加剂等行业。碳酸钙一般有轻质与重质之分，　轻质碳酸钙的活化改性一般采用湿性工艺加工。重质碳酸钙是通过　天然粉碎碎石而得，它的活化改性可以采用干性也可以采用湿性。　我国的高档碳酸钙仍然需要从国外进口，国内的碳酸钙技术在质量　上与西方国家存在一定的差距，所以必须加强对碳酸钙的研究，碳　酸钙表面改性剂的研究是研究碳酸钙的重要领域之一，比较常用的　表面改性剂与改性方法有：有机／无机改性剂、聚合物改性剂、偶联　剂等等。碳酸钙的活性改性实际上是选择特定的表面改性剂，对碳　酸钙颗粒进行包覆处理，从而使碳酸钙成为一种填充材料。　２影响碳酸钙粉体表面改性的主要因素　２．１粉体原料　碳酸钙粉体原料的比表面积、颗粒形状以及大小，还与它的物　理、化学性质等都对其改性效果有一定的影响。在不计粉体空隙的　状况下，粉体的颗粒大小与其比表面积成反比的关系，也就是说粉　体的颗粒越细，其比表面积越大，此时表面改性剂的用量也越大。　粉体表面性质，比如表面电性、湿润性、溶解性等都直接影响着碳　酸钙粉体与表面改性剂分子的作用，进而影响其表面改性的效果。　２．２表面改性剂用量　在进行碳酸钙表面改性剂的研究中，其颗粒表面达到单分子层　吸附所用的最佳用量，这个最佳用量与粉体原料以及比表面积、表　面改性剂的截面面积等有着直接的关系，在实际生产中，该用量不　一定是完全覆盖时的表面改性剂用量。表面剂最佳使用量的确定，　是需要通过改性实验以及其应用性能的实验来确定的。　２．３表面改性剂使用方法　碳酸钙表面改性剂的使用方法是其配方的重要组成部分，对粉　体的表面改性效果有着重要的影响，良好的使用方法能有效的提高　粉体表面改性剂的分散程度和表面改性效果。表面改性剂的用法包　括配制、分散以及添加方法，不同的表面改性剂配制的方法也有所　不同；添加表面改性及最好的方法是使表面改性剂与粉体充分接触，　以达到表面改性剂的高度分散和表面改性剂在粒子表面的均匀包　覆，因此，最好采用与粉体给料速度连动的连续喷雾或滴添加方式。　２．４表面改性工艺　碳酸钙粉体的表面改性工艺是影响其改性效果最终的因素，良　好的工艺应用是实现表面改性剂在粉体表面均匀且牢固包覆的重要　条件。另外，工艺最好具有操作简单、质量稳定、能耗低、污染小、　可控性好等特点，选择表面改性时应该考虑粉体的特性、工艺方式、　以及改性方法等因素。　３碳酸钙粉体表面改性　３．１表面改性的选择　碳酸钙粉体的表面改性具有很强的针对性，其表面改性剂的选　Ｉ　８　Ｉ华东科技　面改性剂时应该充分了解改进剂的物理、化学性能和碳酸钙粉体的　反应机理以及有机高分子制品的基料性质、主体配方、工艺技术要　求等情况，进行合理的选择。以便提高粉体产品的性能与质量，同　时又能降低成本。　３．２表面改性工艺的确定　碳酸钙粉体的表面改性工艺的确定与其表面改性剂、助剂、碳　酸钙反应机理等因素有关，首先要对碳酸钙的粉体进行动态加热，　将粉体内的水份排尽；然后将粉体加热到１００℃一１１Ｏ℃时，添加表　面改性剂，添加方法可以使用雾化法或滴加法，如果表面改性剂是　两种时，应该分开加入；不同的反应时间对粉体的反应效果不同，　所以要在动态情况下保持一定的温度和时间。另外，如果选用经偶　联剂改性的碳酸钙粉体，在加工过程中会产生少量的假结硬颗粒料，　影响产品的质量，所以对这类粉体加工时一定要进行有效的分级，　以便提高粉体质量。表面改性工艺流程如图ｌ所示。　钙耪　…　啼　图ｌ表面改性工艺如图　３．３表面改性设备的选择　碳酸钙粉体表面改性设备的选择要根据加工工艺的方式以及表　面改性的机理进行合理的选择，尽量选择无污染的设备。表面改性　设备的分类有很多种，但是有些设备并没有根据工艺要求和表面改　性的机理进行制造，如果选用这种类型的设备，势必会影响粉体表　面改性的效果，需要对其进行改造后才能投入使用。根据碳酸钙粉　体表面改性的机理以及工艺技术，选择设备时应该考虑以下几点因　素：第一，设备能将粉体加热到１２０摄氏度，并且能够在９０—１２０摄　氏度之间自动控制保温；第二，设备要有必要的排气装置，以便在　粉体进行表面改性时将需要排出的水分以蒸汽的方式排出；第三，　碳酸钙表面改性时，各个设备应该处在高速动态的状态下；第四，　设备应该有将表面改性剂分开加入的功能：第五，在解决碳酸钙粉　体在表面改性过程中假／硬团聚体问题时，需要用专用的分级设备进　行配套。　３．４超细碳酸钙粉体的表面改性　近年来，随着科技的进步，人们对碳酸钙粉体表面改性的技术　要求越来越高，出现了超细碳酸钙粉体表面改性的深加工，超细碳　酸钙粉体具有普通碳酸钙粉体没有的量子尺寸效应、小尺寸效应、　宏观量子效应以及表面效应等，在粉体加工的过程中容易出现颗粒　团聚现象，这种情况达到限制了超细碳酸钙的使用。鉴于此，必须　对这类碳酸钙进行表面改性时，以便降低其表面能，改善粉体与树　腊的交联性。　４结语　总之，对超细碳酸钙粉体进行表面改性处理后，不仅能有效地　改变超细碳酸钙粉的表面性能，提高其质量，而且能降低复合聚丙　烯塑料的成本，促进我国塑料业对改性无机矿物填料需求的发展。　参考文献：　［１］郑水林．影响粉体表面改性效果的主要因素中国［７］．非金属矿工业　导刊，２００３（１）　【２１郑水林．非金属矿粉体加工技术现状与发展Ｉ１１．中国非金属矿工业　导刊，，２００７（４）