復(fù)配活性碳酸鈣生產(chǎn)工藝

　　基于重鈣干法生產(chǎn)工藝，復(fù)配活性碳酸鈣可采用如下兩種工藝：

　　★一是將一定粒度、比例的重鈣、輕鈣混合研磨→改性→分級;

　　★二是采用重鈣、輕鈣分別研磨→分級→改性。

　　其特點為：工藝簡單，設(shè)備投資小，出料后可以直接包裝，特別適用于偶聯(lián)別對碳酸鈣的改性處理工藝。

　　基于重鈣濕法生成工藝，復(fù)配活性碳酸鈣可采用如下工藝：重鈣、輕鈣調(diào)整至一定濃度的漿料濕法混磨→改性→漿料產(chǎn)品→干燥→干粉產(chǎn)品。

　　其特點為：濕法活化是在液相狀態(tài)下處理碳酸鈣顆粒，可以均勻地對碳酸鈣進行包覆，表面活性劑可以通過位阻效應(yīng)和雙電層效應(yīng)充分地分散于碳酸鈣顆粒表面，使顆粒間的距離增大，在脫水和干燥過程中減輕顆粒的二次凝聚，干燥得到的產(chǎn)品粒度細，堆積密度較小，流動性和分散性均較好。

　　復(fù)配活性碳酸鈣表面改性方法

　　改性劑的正確選擇，不僅要考慮改性劑與碳酸鈣及其配用顏料粉體的親和混溶性，同時要考慮改性劑與基體的其它化學(xué)助劑的混溶性，特別是用于塑料體系的改性鈣品與輔料助劑的配伍效應(yīng)。

　　目前，復(fù)配碳酸鈣的表面改性方法主要有表面活性劑改性、偶聯(lián)劑改性、反應(yīng)性單體及活性大分子改性、原位聚合法改性等。

　　(1)表面活性劑改性法

　　目前，用于改性碳酸鈣的表面活性劑種類多，生產(chǎn)能力大，價格低廉，主要可分為脂肪酸(鹽)類以及鈦酸酯類等兩大類。

　　(2)偶聯(lián)劑改性法

　　偶聯(lián)劑分子的一端為極性基團，可以和碳酸鈣表面的羥基進行化學(xué)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵;另一端的非極性基團，則包覆在碳酸鈣顆粒表面，使其表面親油化，可降低顆粒表面自由能，提高與樹脂相混性，且賦予復(fù)合材料較好的物理力學(xué)性能。目前，用于碳酸鈣改性的偶聯(lián)劑主要有鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑。

　　(3)聚合物改性法

　　聚合物可定向地吸附在碳酸鈣的表面，使碳酸鈣具有電荷特性，并在其表面形成物理和化學(xué)吸附層，阻止碳酸鈣粒子團聚結(jié)塊，改善分散性。一般認(rèn)為，聚合物包膜碳酸鈣可分為兩類：

　　一類是先把聚合單體吸附在碳酸鈣表面，然后引發(fā)其聚合，從而在其表面形成極薄的聚合物膜層;

　　另一類是將聚合物溶解在適當(dāng)溶劑中再加入碳酸鈣，當(dāng)聚合物逐漸吸附在碳酸鈣表面時排除溶劑形成包膜。

　　(4)原位聚合改性法

　　原位聚合法是先將粒子在單體中均勻分散，然后用引發(fā)劑引發(fā)聚合，粒子或分子均勻地分散在聚合物基體上，形成帶有彈性包覆層的核-殼結(jié)構(gòu)的粒子。與傳統(tǒng)的填充聚合物材料相比，原位多相聚合保證了填充粒子的均勻分散。

　　應(yīng)用中常見問題及原因分析

　　復(fù)配活性碳酸鈣在塑料中經(jīng)常出現(xiàn)的問題主要體現(xiàn)在粉體的有效分散、制品表面光澤度、制品加工過程中的擠出性能以及色澤的穩(wěn)定性等方面。

　　(1)粉體的分散問題

　　★活性劑表面包覆處理不完全、吸油值偏高時，易導(dǎo)致干粉混料時物料粘壁與DOP等增塑劑相容性差，造成混料時間延長;

　　★產(chǎn)品的pH值偏高，特別是偏高達到10以上時，粉體顆粒表面的介電性能發(fā)生變化，電荷電量增加，產(chǎn)品明顯出現(xiàn)易粘壁、易揚塵、難混料等現(xiàn)象;

　　★重鈣能夠有效提高加工的流動性，但是如果重鈣添加過多、粒度偏大，則易造成母粒表面平整度差，手感粗糙感明顯。

　　(2)制品表面光澤度問題

　　★當(dāng)粉體顆粒粒度較大時，塑化后在擠出粒料表面明顯有較多微小顆粒，表面反光降低，光散射作用使得膠粒表面光澤較差發(fā)暗;

　　★由于膠料塑化過程形成乳膠狀氣泡，膠料擠出冷卻后，微小氣泡位置形成了空穴，表面變得不平整，光澤度降低;

　　★當(dāng)物料擠出后表面光澤較好，但當(dāng)膠料降溫存放一段時間后，表面出現(xiàn)“霧面”，主要原因是由于膠料中硬脂酸使用過量，導(dǎo)致部分硬脂酸析出;

　　★制品表面平整性差主要是膠體粘度偏高，流動性差。

　　(3)擠出性能變差問題

　　★擠出速度慢是由于碳酸鈣粉體填充過量，導(dǎo)致黏度增加、難塑化，造成擠出速度降低;

　　★膠料流動性差主要是由于輕鈣粉體顆粒對增塑劑吸附能力較強，以致影響到膠料的正常塑化，從而使塑化時間延長。

　　(4)色澤穩(wěn)定性問題

　　★碳酸鈣粉體的本身白度較低和不穩(wěn)定;

　　★粉體中含少量的氧化物雜質(zhì);

　　★碳酸鈣粉體的pH值偏高;

　　★碳酸鈣粉體的吸油值偏高。

　　復(fù)配活性碳酸鈣生產(chǎn)要點

　　為生產(chǎn)高品質(zhì)復(fù)配活性碳酸鈣，以滿足下游用戶的需求，需要注意以下幾個要點：

　　(1)選擇優(yōu)質(zhì)的原材料

　　方解石、石灰石應(yīng)選用高白度、低雜質(zhì)的原料，控制礦石中的氧化鎂含量，以氧化鎂含量低于0.5%為最佳。低氧化鎂含量可降低粉體的pH值、吸油值。

　　(2)優(yōu)化重鈣和輕鈣的配比比例及粒徑范圍

　　在有效提高膠料的流動性的同時，也能有效改善制品的表面質(zhì)量。

　　(3)嚴(yán)格控制粉體加工中所使用的設(shè)備材質(zhì)

　　一般應(yīng)選用不銹鋼材質(zhì)，以避免鐵銹等雜質(zhì)混入產(chǎn)品中。尤其是活化設(shè)備和干燥設(shè)備，必須采用不銹鋼材質(zhì)，以避免因與活性劑(一般略帶酸性)接觸生銹;干燥設(shè)備接觸的濕物料容易使碳鋼材質(zhì)設(shè)備銹蝕。

　　(4)碳酸鈣粉體表面包覆工藝

　　當(dāng)表面包覆(包覆劑添加量不足)時，粉體親油性能降低，與增塑劑相容性降低，需保證碳酸鈣經(jīng)表面活性劑包覆處理后，得到高的活化度。