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改性碳酸钙的特点及常用改性剂
浏览:    发布日期:2017/5/20 10:06:58

作为填料使用的碳酸钙,若未经表面处理,与有机高聚物的亲和性较差,容易造成在高聚物中分散不均匀,从而造成两种材料的界面缺陷,因此需要改进碳酸钙填料的应用性能,常采用多功能表面活性剂和复合型高效加工助剂,对无机粉体表面进行改性活化处理而成。

经改性处理后的碳酸钙粉体,表面形成一种特殊的包层结构,能显著改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性和亲和性,并且能与高聚物基体间产生界面作用,从而提高制品的抗冲击强度,是一种性能优良的增量型填充料。

 改性碳酸钙对一般橡胶、塑料制品均具有一定补强性,改善无机填料与树脂的相容性,从而改善制品的机械性能、加工性能,提高复合材料 的热稳定性,实现高填充。 pvc管材板材、电缆料等,可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、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,可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、填料填充量,减少树脂用量,降低成本。

 

 常用改性剂及处理方法 

 

1、硬酯酸及其盐


常用的改性方法是将碳酸钙进行干燥,除去水份,在改性设备中进行。干度控制在100-110℃,时间0.5-1.0h或更短即可。将干燥后的钙粉加入改性设备,边搅拌边加入硬酯酸或其盐。硬酯酸的用量约为碳酸钙质量的0.8-1.0%。反应温度控制在100℃左右、时间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相当好的补强作用,可取代炭黑和白炭黑填料。改性碳酸钙填料可提高塑料制品的耐冲击性能,在涂料工业中能部分取代钛白粉。 


2、偶联剂 

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

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钙粉,与聚合物分子有很好的相容性。由于它能在碳酸分子和聚合物分子之间形成分子架桥,增加了有机聚合物或树脂与碳酸钙之间的相互作用,相应提高了热塑性复合材料的力学性能,如冲击强度、拉伸强度、弯曲强度以及伸长率等。 

 铝酸酯偶联剂:铝酸酯偶联剂的改性方法,与其他各种偶联剂的改性方法类似。将钙粉料置于100-130℃的改性设备中,边搅拌边烘干,约十多分钟,然后分三次加入计量的偶联剂。每次间隔2-3min,加完后,再搅拌5min即可。铝酸酯偶联剂的用量,大约是碳酸钙质量的1%-2%。铝酸酯偶联剂对钙粉的改善效果,与钛酸偶联剂的相当,优于硬酯酸及其盐。另外,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明显。由于偶联剂与碳酸钙表面的羟基作用形成化学键,在碳酸钙表面覆盖一层偶联剂单分子膜;并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PVC结合得很好,制品具有很好的弹性和抗冲击性能。


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