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干货:改性碳酸钙的应用领域
发布时间:2019-07-30 16:39:28 点击次数:
表面改性是提升河池碳酸钙应用性能、提高适用性、拓展市场和用量所必须的重要手段,未来功能化、专用化将成为碳酸钙发展的主要趋势,各种表面改性专用碳酸钙的市场需求量会越来越大。能应用改性碳酸钙并发挥出很好效果的领域有:
 
1、聚氯乙烯(PVC)
 
改性碳酸钙与普通碳酸钙相比,颗粒以原生态粒子状态均匀分布,不团聚,与PVC树脂具有极好的相容性和分散性,易塑化,不粘辊,加工性能优良,有利于提高加工效率,而且制品的断裂强度及断裂伸长率明显提高,物理机械性能良好。
 
2、聚丙烯(PP)
 
采用偶联剂四氢呋喃均聚醚(PTHF)对轻质碳酸钙表面进行改性,可使碳酸钙的吸油值降低到22%,接触角降低到68.6°。改性后的碳酸钙填充进聚丙烯,在聚丙烯中分散良好,能在一定程度上缓解拉伸强度的下降趋势,使复合材料的断裂伸长率达到28.47%、冲击强度达到6.7kJ/m2。
 
3、高密度聚乙烯(HDPE)
 
采用铝酸酯偶联剂对重质碳酸钙进行机械化学改性,铝酸酯偶联剂在碳酸钙粒子表面发生了一定的键合作用,改性后碳酸钙颗粒分散性明显提高;随着高密度聚乙烯(HDPE)中改性碳酸钙用量的提高,复合材料磨耗量和摩擦功减小,抗摩擦性能提高;在用量为8phr时,复合材料力学性能最佳,拉伸强度和冲击强度分别提高了4.46%、24.57%。
 
4、低密度聚乙烯(LDPE)
 
采用硬脂酸(用量为1.5%)和DL-411铝酸酯(用量为0.5%时),改性碳酸钙的活化指数为99.71%、吸油值为46.19mL/100g、最终的沉降体积为2.3mL/g、10g改性碳酸钙与100mL液体石蜡混合物的黏度为4.4Pa·s。将改性碳酸钙填充到低密度聚乙烯(LDPE)中,当改性碳酸钙含量为10%时,复合材料具有较好的力学性能。
 
5、ABS塑料
 
纳米碳酸钙经过表面改性以后,在有机介质中的分散性得到了提高,表面由亲水性变成了亲油性,将其用于ABS树脂中,可提高ABS树脂的力学性能,如冲击强度、拉伸强度、表面硬度、弯曲强度以及热性能如热变形温度。
 
6、聚酯(PBAT)
 
采用双层偶联剂包覆法对河池碳酸钙进行表面改性,改性后的碳酸钙填充量可达到50%,且复合材料制品的综合力学性能良好。在复合材料中,改性碳酸钙粒子完全被PBAT树脂基体浸润包覆,没有溶出现象,同时提高了两者之间的相互流动性。
 
7、辐射交联三元乙丙橡胶(EPDM)
 
采用具有不饱和官能团的钛酸酯偶联剂105对碳酸钙原位改性,改性碳酸钙分散性得到了提高;在辐射交联EPDM中,改性碳酸钙表面通过油酸集团与EPDM产生了化学反应,使碳酸钙参与到EPDM的交联网络中,提高了复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和邵尔A硬度,使碳酸钙在辐射交联EPDM中具有了补强性。


8、聚乳酸(PLA)
 
通过偶联剂对碳酸钙进行表面改性,使碳酸钙比表面积加大,因而与基体接触面积增大,受到应力时会产生更多的银纹和塑性变形区,吸收大量的能量,从而达到增韧、增强的目的。
 
9、PVC涂层织物
 
改性重质碳酸钙能够改善聚氯乙烯糊树脂配混料体系的相容性,在与普通重钙同等使用量的情况下,能够获得比较低的粘度,增强与聚酯基布的粘合作用,可以减少粘接剂的用量,同时能够改善涂层材料的手感,在增加40%使用量的情况下,对材料的加工性能、物理机械性能、热焊接性能没有不利的影响。
 
10、聚氯乙烯(PVC)消防管
 
与普通碳酸钙相比,改性碳酸钙颗粒以原生粒子状态均匀分布,不团聚,其中部分以纳米粒子状态存在,因此填充于聚氯乙烯(PVC)消防管中,不仅能改善体系的加工性能,而且赋予制品较好的物理机械性能,达到增韧补强的效果。
 
11、PVC电缆料和阻燃母粒
 
利用铝酸酯、钛酸酯偶联剂、硬脂酸改性重质碳酸钙,并将此重质碳酸钙复合填料用于制备PVC电缆料和阻燃母粒,性能优良,而复合改性剂的使用将成为重质碳酸钙表面改性的发展趋势之一。
 
12、聚醚醚酮
 
采用磺化超支化聚芳醚酮改性碳酸钙晶须,可提高碳酸钙晶须在基体中的分散性,增强两相间的相互作用,降低复合材料在加工温度区间的熔体粘度,同时,所得到的复合材料的杨氏模量、弯曲模量和韧性都有所提高。
 
13、室温硫化(RTV)单组分硅橡胶密封胶
 
采用硅烷偶联剂对超细碳酸钙进行表面改性,改性碳酸钙对密封胶的增强效果较好,其拉伸强度为0。57MPa、最大强度伸长率为159。60%。
 
14、聚氨酯密封胶
 
采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与硅烷偶联剂KH570共聚改性碳酸钙,改性后碳酸钙的水接触角为60°,沉降值为1.36ml/g,在聚氨酯中的分散性较好,与聚氨酯混合后表现出触变性能,并且对聚氨酯的力学性能的改善优于未改性的碳酸钙。
 
15、硅酮胶
 
纳米碳酸钙可以在一定程度上替代白炭黑用于填充硅酮胶,是硅酮胶的主要生产原料,纳米碳酸钙作为硅酮胶的填充剂、增强剂,可以大大地降低制品的成本,改善制品的加工性能,极大地提高胶的拉伸强度、撕裂强度等力学性能,通过对纳米碳酸钙晶型、粒径及表面处理的控制,从而使制品获得优良的触变性能和抗流挂性能。
 
16、天然橡胶硫化胶
 
采用间苯二酚和六次甲基四胺对碳酸钙进行改性,改性碳酸钙天然橡胶硫化胶比未改性碳酸钙天然橡胶硫化胶的力学性能有明显的提高,相比于未改性碳酸钙,天然橡胶硫化胶的定伸强度提高130%,拉伸强度提高101%,撕裂强度提高70%。
 
17、丁苯橡胶(SBR)
 
对采用羧化聚丁二烯(CPB)改性碳酸钙用作SBR的补强剂,其硫化胶的性能与未改性碳酸钙相比,拉伸强度提高60%,300%定伸应力提高70%,撕裂强度提高30%。
 
18、半钢子午线轮胎气密层
 
在半钢子午线轮胎气密层中加入40份改性碳酸钙,能够提高胶料的气密性,且对胶料抗屈挠性能及胶料加工性能影响很小。从轮胎的工厂试验结果来看,使用了40份的改性碳酸钙的气密层其气密性比普通的气密层提高了30%,同时成本下降了3.65元/kg,轮胎的高速及耐久性能均不受影响。
 
19、造纸填料
 
采用淀粉包覆改性碳酸钙作为造纸填料,改性碳酸钙具备较强的抗剪切性和较高的留着率,使得纸页强度性能较高,且强度性能下降的幅度明显减缓。
 
20、再造烟叶
 
采用六偏磷酸钠、柠檬酸(复配比例为1:l)对碳酸钙进行改性,改性碳酸钙加入到再造烟叶中的灰分比商用碳酸钙的灰分含量高了8.25%,常规烟气指标、感官评吸结果均优于商用碳酸钙。
 
21、粉末涂料
 
改性碳酸钙在粉末涂料中起骨架作用,可增加涂膜厚度,提高涂层的耐磨性和耐久性。一般改性碳酸钙要比其他的无机填料价格第,故可降低粉末涂料的成本,同时提高其上粉率和喷涂面积。
 
22、乳胶涂料
 
利用改性纳米碳酸钙制备PVC含量为43%的乳胶涂料,填加改性纳米碳酸钙的涂料涂层表面平整性好,致密,且耐沾污性、耐洗刷性、耐老化性等性能都得到较大改善,其中以硬酯酸和磺酸钠改性的纳米碳酸钙对拉伸强度影响较大,而硬酯酸和钛酸酯改性的纳米碳酸钙对耐沾污性和耐洗刷性影响显著。
 
23、油墨
 
用改性碳酸钙配制的油墨身骨及黏性比较好,具有良好的印刷性能,干燥快,而且没有副作用。由于颗粒小,用于油墨产品中表现出优异的分散性、透明性、极好的光泽和遮盖力,以及优异的油墨吸收性和干燥性,因此印品细腻、网点完整。尤其是在油墨广泛采用树脂连接料后,改性碳酸钙以其优异的稳定性,几乎已经取代其他填料了。
 
24、牙膏
 
利用二氧化硅包覆微米级球形碳酸钙颗粒,对牙膏用磨擦剂碳酸钙进行表面改性,制得在磨损值相同的情况下,将改性碳酸钙添加于牙膏中,与氟化物的相容性得到了显著的提高。
 
最后强调一点,碳酸钙粉体的表面改性,一定要以表面改性的机理为依据,同时考虑下游产品中有机高分子制品的基材、主体配方及技术要求,经综合考虑,选择合理的表面改性剂,确定表面改性工艺和设备,才能在此基础上生产出合格的活性碳酸钙产品。
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