碳化與表面處理是生產專用功能性碳酸鈣的核心工藝,不同的生產廠家其生產工藝也不同,而碳化塔是整個工藝的關鍵設備,目前國內碳化塔的形式主要有空塔鼓泡碳化、噴霧鼓泡碳化、帶攪拌的鼓泡碳化、超重力反應碳化等,其運行參數直接影響沉淀碳酸鈣產品的質量。
1、硅酮密封膠專用功能鈣的制備
粒徑小、分散性好的納米碳酸鈣對室溫硫化硅酮密封膠有很好的補強作用,可解決普通碳酸鈣引起體系易流淌、擠出性差、強度低等缺陷,大量替代價格昂貴的氣相白炭黑,實用價值較高。
?。?)碳化工藝
納米碳酸鈣:生漿比重ρ=1.045-1.065,碳化起始溫度:15-25℃;
亞納米碳酸鈣:生漿比重ρ=1.06-1.08,碳化起始溫度:25-35℃。
?。?)晶形控制劑:糖、檸檬酸
?。?)組成
納米碳酸鈣:粒徑為40-60nm立方形;
亞納米碳酸鈣:①60-80%粒徑為40-80nm和20-40%的1500 -2000目重質碳酸鈣;②粒徑為40-1000nm的晶須,為立方形納米碳酸鈣與紡錘形輕質碳酸鈣的混合物。
?。?)表面處理劑配方
納米碳酸鈣:硬脂酸和椰子油用量為碳酸鈣的3-5%;
亞納米碳酸鈣:硬脂酸和椰子油用量為碳酸鈣的1.8-2.5%。
?。?)應用
納米碳酸鈣:結構膠,提供良好的觸變性、力學強度;
亞納米碳酸鈣:耐候膠,提供填充性能,分散性良好。
表1 硅酮密封膠專用功能鈣性能
2、塑料和橡膠專用功能鈣的制備
碳酸鈣大量的填充塑料、橡膠制品中,可增加產品體積,降低成本,改善塑膠的加工性能,提高耐熱性和力學性能。
?。?)碳化工藝
大粒徑納米碳酸鈣:生漿比重ρ=1.045-1.065,碳化起始溫度:15-25℃;
亞納米和微細碳酸鈣:生漿比重ρ=1.06-1.08,碳化起始溫度:25-35℃。
?。?)晶形控制劑:糖、檸檬酸
?。?)組成
大粒徑納米碳酸鈣:粒徑為50-120nm立方形;
亞納米和微細碳酸鈣:①40-80%粒徑為50-100nm和20-60%的1500 -2000目重質碳酸鈣;②粒徑為60-1500nm的晶須,為立方形納米碳酸鈣與紡錘形輕質碳酸鈣的混合物。
?。?)表面處理劑配方
大粒徑納米碳酸鈣:硬脂酸和椰子油用量為碳酸鈣的2.4-3%;
亞納米和微細碳酸鈣:硬脂酸和椰子油用量為碳酸鈣的1.5-2.2%。
?。?)應用
大粒徑納米碳酸鈣:高檔電線膠粒、耐磨性橡膠;
亞納米和微細碳酸鈣:普通電線膠粒、壓延膜、鞋材、管材。
表2 塑料和橡膠專用功能鈣性能

3、汽車底涂專用功能鈣的制備
為了降低汽車車底密封材料的密度,填料的量不得不被降低,利用較小比例的納米碳酸鈣代替較大的粗填料,可以得到相同的觸變效果。在PVC汽車抗石擊底漆中,納米碳酸鈣的用量占總重量比例的30%,可大大改善PVC底漆的觸變性,提高阻尼值和抗張強度。
?。?)碳化工藝:生漿比重ρ=1.0145-1.065,碳化起始溫度:24-28℃
?。?)晶形控制劑:糖
?。?)組成:粒徑為60-90nm立方形
?。?)表面處理劑配方:硬脂酸和椰子油用量為碳酸鈣的2.8-3.8%;
?。?)應用:PVC轎車底漆、密封膠、集裝箱、船舶涂料
表3國內某生產企業汽車底涂專用功能鈣性能

汽車底涂專用功能鈣的檢測指標最重要的指標是屈服值、賓漢粘度和流變環面積。
4、造紙專用功能鈣
造紙工業是碳酸鈣最具開發潛力,也是用量最大的市場,輕質碳酸鈣的使用增長得益于衛星輕質碳酸鈣工廠模式,紙廠現場輕質碳酸鈣生產裝置的建造,通過管道將漿狀產品輸送給造紙廠用戶,不需要壓濾、烘干、包裝、運輸,節約了40%以上的成本。
表4 意大利西姆公司造紙輕質碳酸鈣品種和性能

5、油墨專用碳酸鈣的制備
油墨中添加專用碳酸鈣,具有高透明性、高光澤度、高流動性、優良的滲透性、干燥性,調節油墨濃度和稠度等,使印刷性能適宜。
?。?)碳化工藝
透明油墨碳酸鈣:生漿比重ρ=1.035-1.050,碳化起始溫度:15-25℃;
半透明油墨碳酸鈣:生漿比重ρ=1.05-1.07,碳化起始溫度:25-35℃。
?。?)晶形控制劑:糖(3)組成
透明油墨碳酸鈣:粒徑為30-40nm立方形;
半透明油墨碳酸鈣:粒徑為50-100nm立方體。
?。?)表面處理劑配方
透明油墨碳酸鈣:脂肪酸和松香用量為碳酸鈣的4-4.5%;
半透明油墨碳酸鈣:脂肪酸和松香用量為碳酸鈣的2-2..5%。
?。?)應用
透明油墨碳酸鈣:高透明性油墨、補強性橡膠;
半透明油墨碳酸鈣:半透明油墨、橡膠。
表5 油墨專用功能鈣生產工藝和性能
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