纳米活性碳酸钙的工业制备方法。该方法在一定浓度的Ca(OH)2的悬浮液中通入二氧化碳气体进行碳化。通过对Ca(OH)2悬浮液的温度、二氧化碳气体的流量控制碳酸钙晶核的成核速率;在碳化至形成一定的晶核数后,由晶核形成控制转化为晶体生长控制,碳酸钙的区别,此时加入晶形调节剂控制各晶面的生长速率,从而达到形貌可控;继续碳化至终点加入分散剂调节粒子表面电荷得均分散的立方形碳酸钙纳米颗粒;
性质:白色细腻、轻质粉末,粒子表面吸附一层脂肪酸皂,使CaCO3具有胶体活化性能。比重1.99~2.01。
胶体碳酸钙不溶于水,遇酸分解,灼烧变成焦黑色,放出二氧化碳并生成氧化钙。其活性比普通碳酸钙大,具有补强性。易分解于胶料之中。
用途:橡胶的填充料,可使橡胶色泽光艳、伸长率大、抗张强度高、耐磨性能良好。还用作制人造革、电线、涂料、油墨和造纸等工业的填料。可使成品具有一定的抗张强度及光滑的外观。生产微孔橡胶时,可使其发泡均匀。
制法及工艺流程
碳化法:石灰石在高温下煅烧之后,先用水消化,再经筛滤、碳化、表面处理、干燥粉碎后,即得胶体碳酸钙成品。
其一、碳酸钙表面亲水疏油,以至在高聚物中分散性差;
其二、碳酸钙对高聚物不能相互吸引,致使补强性几乎没有,碳酸钙的生产,还会导致某些性能下降。
因此,如果提升碳酸钙质量档次,就必须要设法改变碳酸钙颗粒表面性质,即表面疏水性处理和活化处理。这是两个不同的概念:前者改善分散性,后者提高补强性。疏水化并不等于活性化,而要活性化,则必须疏水化。
终产品是疏水处理还是更进一步进行活化处理,应当视其用途而定,碳酸钙的表面处理, 就是要把偶联剂(活性剂)、分散剂涂覆到碳酸钙粒子的表面。
表面处理有两种方法,干法处理和湿法处理
干法处理,就是干燥的轻钙加入到高速搅拌机中,然后边搅拌边滴加表面处理剂并加热,将表理处理剂包覆到碳酸钙粒子表面。因干法工艺是简单机械涂覆,涂覆不均匀的问题难以克服,因此中产品不用此法。
湿法处理,就是在碳化完成前或碳化完成后将制备好的表面处理剂加入到氢氧化钙或碳酸钙悬浮液中,在搅拌的作用下,表面处理剂瞬间包覆到碳酸钙粒子表面,完成表面处理过程。为了提高装置的生产能力,在碳化工序后增设活化槽,碳酸钙,将碳化完成后的碳酸钙悬浮液送入活化槽,在此槽内进行表面处理。此前应在活化剂制备槽内将活化剂进行处理,制成乳液。
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