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改性碳酸钙的特点及常用改性剂

编辑:石家庄市新秀林化工有限公司时间:2020-03-17

  作为填料运用的碳酸钙,若未经外表处理,与有机高聚物的亲和性较差,简单构成在高聚物中涣散不均匀,然后构成两种材料的界面缺陷,因而需求改进碳酸钙填料的使用功能。活性碳酸钙(又称改性碳酸钙)是以一般碳酸钙粉体(有重钙和轻钙之分)为基料,选用多功能外表活性剂和复合型高效加工助剂,对无机粉体外表进行改性活化处理而成。

  经改性处理后的碳酸钙粉体,改性碳酸钙外表构成一种特别的包层结构,能显着改进在聚烯烃等高聚物基体中的涣散性和亲和性,组能与高聚物基体间发生界面效果,然后进步制品的抗冲击强度,是-种功能出色的增量型填充料。

  用外表活性剂处理碳酸钙时,因为碳酸钙是无机物,所以它和外表活性剂的亲水基有很大的亲和力,它们之间进行相似化学键这样的化学结合,亲油基就定向于碳酸钙微粒的外表,构成--层单分子膜。这就是活性碳酸钙出产的基本原理,这样处理过的填料已由亲水性变为亲油性,对树脂一类的有机物有良好的亲和力。必须指出,可以用来对碳酸进行外表处理的,除了外表活性剂以外,还有近年来发展起来的有机偶联剂以及各种改性剂。但凡用这些物质处理的碳酸钙都可以笼统地称为活性碳酸钙。

  活性碳酸钙对一般橡胶、塑料制品均具有一定补强性,改进无机填料与树脂的相容性,然后改进制品的机械功能、加工功能,进步复合材料的热稳定性,实现高填充。pvc管材、板材、电缆料等,可进步复合材料热稳定性、外表光洁度、填料填充量,减少树脂用量,降低成本。pp、pe、橡胶等,特别适用pvc管材,可进步复合材料热稳定性、外表光洁度、填料填充量,减少树脂用量,降低成本。

  早期活性碳酸钙出产多数以轻钙为主要基料。因为轻钙的出产工艺杂乱,价格高,一起出产轻钙对环境发生污染,近十年的趋势是重钙逐步替代轻钙。国外经济发达我国重钙对轻钙的运用比约为14-18:1,显着高于我国。跟着相关行业的发展,在上述使用领域内,我国重钙对轻钙的用量比逐步达到8-12倍。常用改性剂及处理办法关于重钙,常用的外表改性剂为硬以酯酸及其盐、偶联剂等。

  1.硬酯酸及其盐

  常用的改性办法是将碳酸钙进行干燥,除掉水份,在改性设备中进行。干度控制在100-110°C,时刻0.5-1.0h或更短即可。将干燥后的重钙参加改性设备,边拌和边参加硬酯酸或其盐。硬酯酸的用星约为碳酸钙质量的0.8-1.0%。反响温度控制在100°C左右、时刻15-30min,产品即可进行包装。

  硬酯酸或硬酯酸盐改性碳酸钙具有适当好的补强效果,可替代炭黑和白炭黑填料。改性碳酸钙填料可进步塑料制品的耐冲击功能,在涂料工业中能部分替代钛白粉。

  2.偶联剂

  2.1钛酸酯偶联剂:钛酸酯偶联剂根据分子结构和矿物外表偶联剂的构型,分为单烷氧基型、螯合型、配位型三种。

  单烷氧型。除焦磷酸酯基外,因耐水性差,只能将偶联剂用有机溶剂或慵懒无水增塑剂稀释,溶剂和偶联剂质量比应大于1,经统分拌和溶解后,滴加或喷洒到预先烘干的重钙粉体外表拌匀,在90-100°C的改性设备中拌和15min以上即可。也可将碳酸钙放入含有偶联剂溶剂中拌和均匀,偶联剂将重钙包裹后,把剩余的溶剂脱除.

  螯合型。耐水功能好,可在水相中包覆重钙粉体,但大多不溶于水,可用水性溶剂、外表活性剂或高速拌和等法,促进乳化涣散在水中。含磷酸基、焦磷酸基及磺酸基的钛酸酯可用胺类试剂使之季胺化后溶于水。如用KR-138S螯合型偶联剂对碳酸钙粉进行改性时,将1份KR-138S和0.5份三乙胺混合制成季胺盐并涣散600份水中,参加200份碳酸钙,充分搅匀,脱水,烘干即可。

  配位型。配位型偶联剂和螯合型的用法相似,因为耐水性好而且大多数不溶于水,因而可先将其溶有机溶剂中再包覆碳酸钙粉料。

  钛酸酯偶联剂的用量,约为碳酸钙质量的0.5-3.0%。钛酸酯偶联剂处理后的重钙粉,与聚合物分子有很好的相容性。因为它能在碳酸分子和聚合物分子之间构成分子架桥,增加了有机聚合物或树脂与碳酸钙之间的相互效果,相应进步了热塑性复合材料的力学功能,如冲击强度、拉伸强度、曲折强度以及伸长率等。

  2.2铝酸酯偶联剂:铝酸酯偶联剂的改性办法,与其他各种偶联剂的改性办法相似。将重钙粉料置于100-130°C的改性设备中,边拌和边烘干,约十多分钟,然后分三次参加计量的偶联剂。每次距离2-3min,加完后,再拌和5min即可。铝酸酯偶联剂的用量,大约是面酸钙质量的1%-2%。铝酸酯偶联剂对生钙的改进效果,与钛酸偶联剂的适当,优于硬酯酸及其盐。别的,铝酸酯偶联剂价格低廉,颜色浅,不影响产品的白度。

  通过实验数据比对发现,偶联剂的改性效果优于硬酯酸的改性效果,特别是钛酸酯偶联剂更为显着。因为偶联剂与碳酸钙外表的羟基效果构成化学键,在碳酸钙外表掩盖--层偶联剂单分子膜;而且钛酸酯偶联剂另一端与高分子聚合物相混溶,使碳酸钙与P V C结合得很好,制品具有很好的弹性和抗冲击功能。