分散劑在碳酸鈣研磨中的應用

分散劑在碳酸鈣研磨中的應用

1、前言

    近10年來，隨著中堿性造紙和涂布加工技術的發(fā)展，碳酸鈣作為涂布顏料和填料在北美和歐洲得到了廣泛的應用。在我國，碳酸鈣在涂布顏料中也逐漸占據(jù)了主導地位。

    碳酸鈣在自然界中有多種存在形態(tài)，而對造紙涂料有用的是方解石。但天然方解石必須經(jīng)過機械粉碎、研磨、分級，制成細微的顆粒(我們稱之為重質碳酸鈣或研磨碳酸鈣，GCC)，方可用于紙張涂料的制備。

    分散劑是靠吸附在顏料顆粒表面，產(chǎn)生靜電斥力和空間位阻，從而使得顆粒能以懸浮態(tài)穩(wěn)定地存在。碳酸鈣研磨中有了分散劑的幫助，才能得到高固含量、低粘度的碳酸鈣漿料，研磨效率也得以提高，并能節(jié)約研磨所需耗費的能量，通用的分散劑有三大類，即無機類、有機類和高分子類，而目前普遍采用的是高分子類分散劑。相比之下，高分子類分散劑具有以下優(yōu)點：

    (1)無機分散劑會對導電率、介電常數(shù)帶來不良影響，在某些領域內使用受到限制，而高分子類分散劑則不受這個限制

    (2)與有機類分散劑不一樣，高分子類分散劑在生產(chǎn)時具有可控的分子量，而較高的分子量有較好的分散穩(wěn)定性

    (3)高分子類分散劑分散能力強，穩(wěn)定效果好，對分散體系中的離子、pH值、溫度等因素敏感程度小

    (4)高分子類分散劑可顯著降低分散體系的粘度，改善分散體系的流變性，能節(jié)省機械操作時所需的能源。

    基于以上優(yōu)點，無論是在碳酸鈣的研磨中，還是在紙張涂料的制備中，都廣泛采用了高分子類分散劑。

碳酸鈣在涂料中的應用

　在涂料中碳酸鈣可作為白色顏料，起一種骨架作用，碳酸鈣在涂料工業(yè)中可作為體質顏料。由于碳酸鈣顏色是白色，在涂料中相對膠乳，溶劑價格都便宜，而且顆粒細，能在涂料中均勻分散，所以是大量使用的體質顏料。由于環(huán)保意識的提高，在建筑方面涂料已大量用水性涂料，由于碳酸鈣是白色又親水，價格又便宜，所以獲應用。碳酸鈣的填入可以增強底漆對基層表面的沉積性和滲透性。在涂料中膩子是用來填平基面，是整體涂料的中間層，不論什么膩子都需要加大量填料，膩子中的填料主體是重質碳酸鈣，碳酸鈣生產(chǎn)，再少量加一些鋅鋇白以增加粘性防止漆層松散，同時適當?shù)丶尤氤恋硖妓徕}以便干后打磨。

　　在金屬防銹涂料中，碳酸鈣是體質顏料，還有一點防銹作用，在金屬防銹涂料中碳酸鈣的適當用量為30%。

  改性碳酸鈣是一種填料的用途，如果沒有進行表面加工處理的話，容易造成在高聚物中分散不均勻，從而造成兩種材料的界面缺陷，生產(chǎn)碳酸鈣原理，因此需要改進碳酸鈣填料

的應用性能?；钚蕴妓徕}(又稱改性碳酸鈣)是以普通碳酸鈣粉體(有重鈣和輕鈣之分)為基料，采用多功能表面活性劑和復合型高校加工助劑，對無機粉體表面進

行改性活化處理而成。

 常用改性劑及處理方法

 對于重鈣，常用的表面改性劑為硬以酯酸及其鹽、偶聯(lián)劑等。

 1、硬酯酸及其鹽(圖1)

 常用的改性方法是將碳酸鈣進行干燥，除去水份，在改性設備中進行。干度控制在100-110℃，時間0。5-1。0h或更短即可。將干燥后的重鈣加入改性設備，邊

攪拌邊加入硬酯酸或其鹽。硬酯酸的用量約為碳酸鈣質量的0。8-1。0%。反應溫度控制在100℃左右、時間15-30min，產(chǎn)品即可進行包裝。

 2、偶聯(lián)劑

 鈦酸酯偶聯(lián)劑：鈦酸酯偶聯(lián)劑根據(jù)網(wǎng)撞子結構和礦物表面偶聯(lián)劑的構型，分為單烷氧基型、螯合型、配位型三種。

 單烷氧型。除焦臨酸酯基外，因耐水性差，只能將偶聯(lián)劑用或惰性無水增塑劑稀釋，溶劑和偶聯(lián)劑質量比應大于1，經(jīng)充分攪拌溶解后，滴加或噴灑到

預先烘干的重鈣粉體表面拌勻，碳酸鈣生產(chǎn)廠家排名，在90-100℃的改性設備中攪拌15min以上即可。也可將碳酸鈣放入含有偶聯(lián)劑溶劑中攪拌均勻，偶聯(lián)劑將重鈣包裹后，把多余的溶

劑脫除。

 螯合型。耐水性能好，可在水相中包覆重鈣粉體，生產(chǎn)碳酸鈣屬于行業(yè)，但大多不溶于水，可用水性溶劑、表面活性劑或高速攪拌等法，促使乳化分散在水中。含磷酸基、焦磷酸基

及磺酸基的鈦酸酯可用胺類試劑使之季胺化后溶于水。如用KR-138S螯合型偶聯(lián)劑對碳酸鈣粉進行改性時，將1份KR-138S和0。5份三乙胺混合制成季胺鹽，并分散

600份水中，加入200份碳酸鈣，充分攪勻，脫水，烘干即可。

 配位型。配位型偶聯(lián)劑和螯合型的用法相似，因為耐水性好并且大多數(shù)不溶于水，因此可先將其溶中再包覆碳酸鈣粉料。

 通過實驗數(shù)據(jù)比對發(fā)現(xiàn)，偶聯(lián)劑的改性效果優(yōu)于硬酯酸的改性效果，特別是鈦酸酯偶聯(lián)劑更為明顯。由于偶聯(lián)劑與碳酸鈣表面的羥基作用形成化學鍵，在碳酸

鈣表面覆蓋一層偶聯(lián)劑單分子膜;并且鈦酸酯偶聯(lián)劑另一端與高分子聚合物相混溶，使碳酸鈣與PVC結合得很好，制品具有很好的彈性和抗沖擊性能。

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