超細碳酸鈣表面包覆改性應注意的幾點問題:
(1)改性工藝
目前工業(yè)上應用的表面改性工藝主要有干法工藝、濕法工藝、復合工藝三大類。
干法改性是將碳酸鈣***放入高速捏合機中,旋轉(zhuǎn)后升至一定的溫度,加入表面處理劑進行捏合處理。此方法簡單易行,適用于各種偶聯(lián)劑的表面處理。目前,工業(yè)上得到廣泛應用的主要是SLG型連續(xù)表面改性機。
濕法改性是將先活化劑加入到溶劑中,或直接加入到碳酸鈣的懸浮液中進行處理。此方法表面處理劑與碳酸鈣粒子相互作用,包裹均勻,效果較好,是傳統(tǒng)的碳酸鈣表面處理方法。一般適用于可水溶或可水解的***表面改性劑以及濕法制粉(包括濕法機械超細粉碎和化學制粉)需要干燥的場合,如沉淀碳酸鈣(特別是納米碳酸鈣)、濕法細磨重質(zhì)碳酸鈣。
?。?)表面改性劑的種類及用量
重質(zhì)碳酸鈣的表面包覆改性劑一般采用低分子量和具有雙親結構的***化合物,如硬脂酸等。表面改性過程如果是化學包覆,則應優(yōu)先考慮表面改性劑與C a2+的結合并生成各種鈣鹽沉淀問題,如硬脂酸鈣、磷酸鈣、鈦酸酯鈣、鋁酸酯鈣等。
表面改性過程如果是物理包覆,則優(yōu)先考慮表面改性劑與Ca2+的靜電吸附,如陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑,而不是陽離子表面活性劑。
一般隨著改性劑用量增加,表面***物包覆量逐漸增大,改性效果逐漸增強,使得碳酸鈣由親水性表面轉(zhuǎn)化為親油性表面。當用量達到一定值時,碳酸鈣表面剛好包覆一層***物,改性效果***好,從而沉降體積***小。當改性劑用量超過此值,隨著改性劑用量增大,改性劑之間相互作用反而影響了改性效果,沉降體積反而增大。因此,在實際生產(chǎn)中,改性劑用量不宜過多,否則會適得其反。
?。?)改性時間和溫度
要實現(xiàn)超細碳酸鈣的均勻包覆改性,需要適當延長改性時間,提高改性溫度,但不可過高,應綜合考慮改性效果和能耗問題。
如肖艷杰等采用硬脂酸改性輕質(zhì)碳酸鈣的***佳工藝為:改性溫度為85℃,硬脂酸的用量為干基碳酸鈣的2.5%,皂化硬脂酸的***的量為硬脂酸的10%,改性反應55-60min,可得到活化率99%以上,吸油量小于45mL/100g的的活性碳酸鈣。
總之,超細碳酸鈣的活化改性實際上就是選擇特定的表面活性劑,對碳酸鈣顆粒表面進行包覆處理,使之成為功能填充材料,表面活性劑的種類和改性工藝將直接影響表面改性效果。對普通填料級的碳酸鈣一般可采用干法或濕法表面改性處理工藝,對超細級、納米級以及***型碳酸鈣則需要采用濕法改性處理工藝。