碳酸鈣表面改性

表面改性是提升碳酸鈣應用性能、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展的主要趨勢，各種表面改性專用碳酸鈣的市場需求量會越來越大。

1、硅烷偶聯劑KH570改性納米碳酸鈣

      條件：硅烷偶聯劑KH570用量為5%，改性溫度70℃，時間2h。

      效果：硅烷偶聯劑已經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、硬脂酸鈉改性輕質碳酸鈣

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

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

3、鈦酸酯偶聯劑改性輕質碳酸鈣

      條件：鈦酸酯偶聯劑用量為2%，改性溫度為80℃，改性時間為1h。

      效果：鈦酸酯偶聯劑與碳酸鈣產生氫鍵結合，改性后的碳酸鈣活化度可達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、鋁酸酯偶聯劑改性重質碳酸鈣

      條件：鋁酸酯偶聯劑用量為1.5%，改性溫度110℃，改性時間12min。

      效果：經鋁酸酯偶聯劑改性后的重質碳酸鈣接觸角可達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界面結合能力強，能夠吸收形變功，提高復合材料的韌性。a-純聚丁烯-1材料，b-未改性重質碳酸鈣填充后的聚丁烯-1材料，c-鋁酸酯偶聯劑改性重質碳酸鈣填充后的聚丁烯-1材料

5、聚醚偶聯劑改性輕質碳酸鈣

      條件：偶聯劑四氫呋喃均聚醚（PTHF）用量為2%-3%，改性溫度為70-80℃，改性時間為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聚丙烯，能在一定程度上緩解拉伸強度的下降趨勢，使復合材料的斷裂伸長率達到28.47%、沖擊強度達到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;復合體系的力學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℃，改性時間為15min。

      效果：改性后的重質碳酸鈣活化度可達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，使復合材料的缺口沖擊強度由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-硬脂酸復合物改性輕質碳酸鈣

      條件：淀粉用量為20%，攪拌時間20min，反應溫度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工藝加填的紙張相比具有良好的性能。

9、鋁酸酯偶聯劑、硬脂酸作改性輕質碳酸鈣

      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，反應溫度為100℃。

      效果：改性后輕質碳酸鈣與水的接觸角可達136.5°，在油性介質中容易分散；經過改性的碳酸鈣，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。碳酸鈣與水的接觸角測試結果：a-改性碳酸鈣，b-未改性碳酸鈣

10、雙層偶聯劑改性碳酸鈣

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

      效果：以硅烷偶聯劑KH560為內層的Si-OH，可以與碳酸鈣表面的OH-形成氫鍵，同時KH560末端的環氧鍵與鈦酸酯偶聯劑的單烷氧基發生開環反應形成化學結構，從而在碳酸鈣表面形成較厚的雙層包覆結構；改性碳酸鈣以50%填充PBAT樹脂，制備成復合材料拉伸強度達到20.28MPa，相對于未改性的復合材料拉伸強度提高了39%，相對于單層KH560和鈦酸酯102表面改性技術制備成的復合材料拉伸強度分別提高了16.8%和26.6%。

 

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