納米碳酸鈣粒徑小，補強效果好，是密封膠主要的功能填料之一，廣泛應用于是硅酮膠、MS膠、聚氨酯膠等品種。
劉亞雄等以不同的表面改性劑和晶形控制劑處理納米碳酸鈣，并考察了納米碳酸鈣改性效果、比表面積、晶形等產(chǎn)品特性對密封膠性能的影響，研究結果表明：
采用不同的表面處理劑處理納米碳酸鈣，可得到性能不同的密封膠，采用硬脂酸鈉與偶聯(lián)劑復合改性時(shí)，可提高強度與伸長(cháng)率；
增加晶形控制劑的用量，可提高納米碳酸鈣的比表面積，增大拉伸強度和伸長(cháng)率，比表面積控制在合適的范圍時(shí)，具有良好的分散性、強度和伸長(cháng)率等。
納米碳酸鈣晶形為棒形、紡形、柱形、片狀時(shí)分散性不好，具有較高的吸油值，密封膠的粘度大，彈性差，伸長(cháng)率差；
納米碳酸鈣晶形為立方體和菱形時(shí)分散性良好，粒子很規整，具有較低的吸油值，可提高密封膠的拉伸強度和伸長(cháng)率。
密封膠專(zhuān)用的納米碳酸鈣，應重點(diǎn)控制比表面積、粒徑、吸油值、表面處理劑的配比等指標，使密封膠具有良好的分散性、稠度、擠出性能、強度和伸長(cháng)率等性能。
具體研究如下：
1、納米碳酸鈣生產(chǎn)工藝流程
納米碳酸鈣生產(chǎn)工藝流程
?。?）將石灰石與無(wú)煙煤按一定的比例在立窯中煅燒成石灰（CaO）和窯氣，再加入熱水，消化石灰生成石灰乳，過(guò)篩除去雜質(zhì)，得到精制的Ca（OH）2漿；同時(shí)窯氣經(jīng)過(guò)多級除塵后，凈化成干凈的窯氣。
?。?）調節Ca（OH）2漿的濃度和溫度，在碳化塔中控制反應溫度、濃度、氣液比、晶形控制劑等工藝條件，制備納米CaCO3熟漿，碳酸鈣熟漿經(jīng)過(guò)陳化，使粒子規整，二次碳化，降低pH值。
?。?）在活化罐中加入碳酸鈣熟漿，加熱至60℃以上，加入溶解好的分散劑和表面處理劑，進(jìn)行活化處理，保溫攪拌30～60min即可。
?。?）表面處理好的納米鈣漿液經(jīng)壓濾、干燥、粉碎、包裝得到納米碳酸鈣。
2、改性效果對密封膠性能的影響
控制生漿的比重為1.060、碳化起點(diǎn)溫度為25℃，加入晶型控制劑檸檬酸0.5%，進(jìn)行碳化，制備得到BET比表面積為27.5m2/g的納米碳酸鈣熟漿，采用不同量表面處理劑進(jìn)行活化，壓濾、烘干、粉碎后制膠，測試。
改性效果對密封膠性能的影響
結果表明：
與硬脂酸鈉處理相比，采用軟脂酸鈉，可降低納米碳酸鈣的吸油值，增加基膠的稠度，提高擠出性，降低強度，從而提高伸長(cháng)率；
而采用偶聯(lián)劑時(shí)，提高了納米碳酸鈣的吸油值，降低了基膠稠度和擠出性，提高了強度，從而降低了伸長(cháng)率；
采用硬脂酸鈉與偶聯(lián)劑復合改性時(shí)，可提高強度與伸長(cháng)率；
不同的表面處理劑處理納米碳酸鈣，得到性能不同的密封膠。
3、納米碳酸鈣的比表面積對密封膠性能的影響
控制生漿的比重為1.060，碳化起點(diǎn)溫度為25℃，分別加入晶型控制劑檸檬酸0%、0.3%、0.5%、0.8%，碳化后，采用4%硬脂酸鈉表面處理劑進(jìn)行活化，壓濾、烘干、粉碎后制膠，測試。
納米碳酸鈣的比表面積對密封膠性能的影響
結果表明：
增加晶形控制劑的用量，可提高納米碳酸鈣的比表面積，從而提高吸油值，降低稠度，降低成品膠的擠出量，增大拉伸強度和拉伸強度下的伸長(cháng)率；
但是比表面積增大到一定程度時(shí)，增加強度和伸長(cháng)率就增加的量就很少了，這是因為納米碳酸鈣極易團聚，如果比表面積提高到一定程度，粒子小于40nm時(shí)分散不好，容易團聚，也難以提高強度和伸長(cháng)率；
要想獲得良好的分散性、強度和伸長(cháng)率，需將納米碳酸鈣的比表面積控制在合適的范圍內。
4、納米碳酸鈣晶形對密封膠性能的影響
在碳化時(shí)加入不同的晶形控制劑，制備出粒徑和比表面積相近的納米碳酸鈣，而晶形不同的納米碳酸鈣。
納米碳酸鈣晶形對密封膠性能的影響 （a）晶形為棒形和紡形，分散性不好；（b）晶形為柱形和片狀分散性不好；（c）晶形立方體為主，分散性良好；（d）晶形為立方體和菱形，分散性良好，粒子很規整；
結果表明：
雖然以上粒子的平均粒徑和比表面積相差不大，但是粒子的形狀、規整度、分散性不一樣；粒子形狀不規整，造成納米碳酸鈣的孔隙率大，吸油值增加，膠的稠度小，擠出量小，強度和伸長(cháng)率差；
納米碳酸鈣的分散性好，可降低吸油值，增加拉伸強度和伸長(cháng)率。
參考資料：[J]劉亞雄.納米碳酸鈣在密封膠中的應用研究[J].山東化工,2019（48）:24-26.
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
