碳酸鈣表面改性

表面改性是提升碳酸鈣應(yīng)用性能、提高適用性、拓展市場和用量所必須的重要手段，未來功能化、專用化將成為碳酸鈣發(fā)展的主要趨勢(shì)，各種表面改性專用碳酸鈣的市場需求量會(huì)越來越大。

1、硅烷偶聯(lián)劑KH570改性納米碳酸鈣

      條件：硅烷偶聯(lián)劑KH570用量為5%，改性溫度70℃，時(shí)間2h。

      效果：硅烷偶聯(lián)劑已經(jīng)成功接枝到納米碳酸鈣的表面，改性納米碳酸鈣中KH570的最大接枝率為1.5%，最大的接枝效率為36.7%；納米碳酸鈣表面極性降低，親油性大大增加，顆粒分散性得到明顯改善。a-未改性納米碳酸鈣，b-5%KH570改性后的納米碳酸鈣

2、硬脂酸鈉改性輕質(zhì)碳酸鈣

      條件：在消化過程中加入3%硬脂酸鈉（以碳酸鈣質(zhì)量計(jì)），消化溫度為80℃，pH值為14，陳化時(shí)間為30min。

      效果：硬脂酸鈉以離子鍵方式鍵合在輕質(zhì)碳酸鈣表面，改性后碳酸鈣的活化度可達(dá)到97.1%。

3、鈦酸酯偶聯(lián)劑改性輕質(zhì)碳酸鈣

      條件：鈦酸酯偶聯(lián)劑用量為2%，改性溫度為80℃，改性時(shí)間為1h。

      效果：鈦酸酯偶聯(lián)劑與碳酸鈣產(chǎn)生氫鍵結(jié)合，改性后的碳酸鈣活化度可達(dá)95%，能很好的分散于液體石蠟中，沉積速率和表觀粘度都明顯降低。

4、鋁酸酯偶聯(lián)劑改性重質(zhì)碳酸鈣

      條件：鋁酸酯偶聯(lián)劑用量為1.5%，改性溫度110℃，改性時(shí)間12min。

      效果：經(jīng)鋁酸酯偶聯(lián)劑改性后的重質(zhì)碳酸鈣接觸角可達(dá)162.4°，親油性得到明顯改善；將改性碳酸鈣填充聚丁烯-1材料，在基體中分散性較佳，與聚丁烯-1界面結(jié)合能力強(qiáng)，能夠吸收形變功，提高復(fù)合材料的韌性。a-純聚丁烯-1材料，b-未改性重質(zhì)碳酸鈣填充后的聚丁烯-1材料，c-鋁酸酯偶聯(lián)劑改性重質(zhì)碳酸鈣填充后的聚丁烯-1材料

5、聚醚偶聯(lián)劑改性輕質(zhì)碳酸鈣

      條件：偶聯(lián)劑四氫呋喃均聚醚（PTHF）用量為2%-3%，改性溫度為70-80℃，改性時(shí)間為1h。

      效果：四氫呋喃均聚醚能夠使碳酸鈣的吸油值降低到22%，接觸角降低到68.6°。改性后的碳酸鈣填充進(jìn)聚丙烯，能在一定程度上緩解拉伸強(qiáng)度的下降趨勢(shì)，使復(fù)合材料的斷裂伸長率達(dá)到28.47%、沖擊強(qiáng)度達(dá)到6.7kJ/m2。

6、磷酸酯表面活性劑ADDP改性納米碳酸鈣

      條件：ADDP用量為2%，改性溫度為50℃，改性時(shí)間為30min。

      效果：改性后的納米碳酸鈣表面疏水親油，在油中的平均團(tuán)聚粒徑減小，吸油值、粘度和表面能都顯著降低。將改性的納米碳酸鈣填充于填充軟PVC后，體系加工性能獲得了明顯的改善;復(fù)合體系的力學(xué)性能也得到了一定程度的提高。

7、桐酸酸酐水解物改性重質(zhì)碳酸鈣

      條件：桐酸酸酐水解物用量為1.5%，改性溫度為50℃，改性時(shí)間為15min。

      效果：改性后的重質(zhì)碳酸鈣活化度可達(dá)83.40%，吸油值降為28.29mL/100g，黏度降低46.36%，水的接觸角為99°。改性碳酸鈣填充到PVC材料中，可起到增韌的作用，使復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度由8.46kJ/m2增加到10.21kJ/m2，斷裂伸長率由16.12%增加到24.52%。

8、淀粉-硬脂酸復(fù)合物改性輕質(zhì)碳酸鈣

      條件：淀粉用量為20%，攪拌時(shí)間20min，反應(yīng)溫度40℃，淀粉濃度為3.0%，脂肪酸用量為4.0%。

      效果：改性后的輕質(zhì)碳酸鈣表面被淀粉包覆，表面變的圓滑，棱角不明顯；相同加填量下，加填改性碳酸鈣的紙張與加填未改性碳酸鈣和傳統(tǒng)工藝加填的紙張相比具有良好的性能。

9、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸作改性輕質(zhì)碳酸鈣

      條件：鋁酸酯含量為1.0%，硬脂酸的含量為0.8%，攪拌速度為650r/min，反應(yīng)溫度為100℃。

      效果：改性后輕質(zhì)碳酸鈣與水的接觸角可達(dá)136.5°，在油性介質(zhì)中容易分散；經(jīng)過改性的碳酸鈣，與聚乙烯之間的浸潤性良好，在加工過程中能避免填料在高溫和高強(qiáng)剪切力的作用下暴露出極性表面，造成流變性不佳，加工困難等缺點(diǎn)。碳酸鈣與水的接觸角測試結(jié)果：a-改性碳酸鈣，b-未改性碳酸鈣

10、雙層偶聯(lián)劑改性碳酸鈣

      條件：硅烷偶聯(lián)劑KH560用量0.5%、鈦酸酯偶聯(lián)劑102用量為0.5%，改性溫度120℃，干法改性。

      效果：以硅烷偶聯(lián)劑KH560為內(nèi)層的Si-OH，可以與碳酸鈣表面的OH-形成氫鍵，同時(shí)KH560末端的環(huán)氧鍵與鈦酸酯偶聯(lián)劑的單烷氧基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)形成化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而在碳酸鈣表面形成較厚的雙層包覆結(jié)構(gòu)；改性碳酸鈣以50%填充PBAT樹脂，制備成復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度達(dá)到20.28MPa，相對(duì)于未改性的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提高了39%，相對(duì)于單層KH560和鈦酸酯102表面改性技術(shù)制備成的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度分別提高了16.8%和26.6%。

 

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