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活性碳酸鈣的生產(chǎn)工藝
活性碳酸鈣的生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣大致相同,但在碳化這一工序中應(yīng)嚴格控制條件,使生成微細的碳酸鈣顆粒,再用活化劑進行表面處理。即將石灰石與煤混合,其配比約7.5左右,于900-1000℃ 溫度下在石灰窯中緞燒,二氧化碳經(jīng)洗氣除塵后送碳化塔,生石灰進消化槽,用80-90℃ 的熱水充分消化,制成濃度約9%的乳液,進入碳化塔,通二氧化碳進行碳化,當碳化時懸浮液的PH值等于7時為反應(yīng)終點,此時可引入活化劑,對生成的碳酸鈣進行表面處理。有干法表面處理和濕法表面處理, 通常采用濕法表面處理工藝,因該法可制得活化度高,分散性能好,透明性高的活性碳酸鈣。目前添加活化劑一般有酞酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸、木質(zhì)素等,用量約1%-5%。由于粉碎的細度不同又分為單飛粉(95%通過200目)、雙飛粉(99%通過325目)、三飛粉(99。完成了前面的化學(xué)處理后,對料液脫水分離、干燥制得白度高的成品。
生產(chǎn)一般輕質(zhì)碳酸鈣的工廠,只需對某些設(shè)備和工藝加以改進,如改進反應(yīng)塔、增加溫度控制、氣體流量及表面改性等,即可生產(chǎn)合格的活性碳酸鈣產(chǎn)品,提高產(chǎn)品的附加值,創(chuàng)造效益。
用表面活性劑處理碳酸鈣時,由于碳酸鈣是無機物,所以它和表面活性劑的親水基有很大的親和力,它們之間進行類似化學(xué)鍵這樣的化學(xué)結(jié)合,親油基就定向于碳酸鈣微粒的表面,形成一層單分子膜。這就是活性碳酸鈣生產(chǎn)的基本原理,這樣處理過的填料已由親水性變 為親油性,對樹脂一類的有機物有良好的親和力。 必須指出,可以用來對碳酸鈣進行表面處理的,除了表面活性劑以外,還有近年來發(fā)展起來的有機偶聯(lián)劑以及各種改性劑。凡是用這些物質(zhì)處理的碳酸鈣都可以籠統(tǒng) 地稱為活性碳酸鈣。 活性碳酸鈣對一般橡膠、塑料制品均具有一定補強性,改善無機填料與樹脂的相容性,從而改善制品的機械性能、加工性能,提高復(fù)合材料 的熱穩(wěn)定性,實現(xiàn)高填充。在膠粘劑中加入一定量的該產(chǎn)品能增加其粘接強度、硬度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、降低固化收縮率和線膨脹系數(shù)。 pvc管材、板材、電纜料等,可提高復(fù)合材料熱穩(wěn)定性、表面光潔度、填料填充量,減少樹脂用量,降低成本。
早期活性碳酸鈣生產(chǎn)多數(shù)以輕鈣為主要基料。由于輕鈣的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,價格高,同時生產(chǎn)輕鈣對環(huán)境產(chǎn)生污染,近十年的趨勢是重鈣逐步取代輕鈣。國外經(jīng)濟發(fā)達國家重鈣對輕鈣的使用比約為14-18:1,明顯高于我國。隨著相關(guān)行業(yè)的發(fā)展,在上述應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi),我國重鈣對輕鈣的用量比逐步達到8-12倍。 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 常用的改性方法是將碳酸鈣進行干燥,除去水份,在改性設(shè)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(shè)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(zhì)量的0.8-1.0%。反應(yīng)溫度控制在100℃左右、時間15-30min,產(chǎn)品即可進行包裝。由于經(jīng)表面改性劑改性后的碳酸鈣一般都具有補強作用,即所謂的“活性”,所以習(xí)慣上把改性碳酸鈣都稱為活性碳酸鈣。 硬酯酸或硬酯酸鹽改性碳酸鈣具有相當好的補強作用,可取代炭黑和白炭黑填料。改性碳酸鈣填料可提高塑料制品的耐沖擊性能,在涂料工業(yè)中能部分取代鈦。