碳酸钙表面活化处理剂与处理技术
碳酸钙分类及加工处理
1．碳酸钙应用分类：PVC塑料地板，地板格，拼接地板异型材，半硬质地板块灯，使用重质碳酸钙为填料，主要用于受力受冲击较多的场合。
PVC地板革和PVC异型材使用的都是轻质碳酸钙，含量在5——10％。
PVC和PE垃圾袋使用的是重质碳酸钙，含量在30％。
PE母粒中的含量在75－80％。
PVC和PE电缆护套料中使用碳酸钙，重质和轻质碳酸钙。
含量在10％。
在相同用量和同样的加工条件下，橡胶中添加重钙更易混炼加工，在橡胶基体中更易分散，且添加重钙比添加轻钙的拉伸强度高，但重钙填充橡胶的收缩率大，表面粗糙。
对于按照长度，面积和个数出售的产品，填充量相同时，填充重钙的比轻钙的要短千分之几。
对于管材，人造革一类，轻钙使用量大于重钙。
国外的塑料产品使用的填料中重钙占主要地位，经典的说法是14－18：1，因此应尽量使用重钙，来代替轻钙。
2．重钙和轻钙的分类：定义：用沉降体积（以无水乙醇为沉降介质）来区分是重钙还是轻钙，即沉降体积在2.5ml/g以上的为轻钙，1.2－1.9ml/g为重质碳酸钙。
重钙是将矿石机械粉碎和分筛而成的，轻钙是由矿石经煅烧，消化和重新碳酸化而成的。
二者的真实密度相差很小，重钙的密度在2.6－2.9g/cm3，轻钙的密度在2.4-2.6g/m3。
从学术角度上讲，重钙和轻钙有着许多不同点：晶形，比表面积，吸油值等。
一是它表面亲水疏油，在聚合物材料内部分散性差，二是碳酸钙与高聚物本体结合力差，仅能起增容作用。
不同细度的重钙选用：从理论上说在某种塑料与填充的基体在重量上达到一定的比例时，填料的粒径越小，而且填料与基体的界面处于理想状态时，填料的力学性能好。
是否粒径越小，材料的性能越好。
具体的粒径选用主要经验积累。
碳酸钙的表面处理：常见的改性方法主要有干法改性和湿法改性。
常用的处理剂有硬脂酸，钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂。
改性方法：主要使用高混机，升温至85－90℃，开动搅拌器，搅拌10分钟，加入一定量的表面活性剂，继续搅拌15分钟。
轻钙、重钙和活化钙有什么区别？
轻钙、重钙和活化钙有什么区别？先说轻钙与重钙：一般来说轻钙由于加工方法是化学反应来的（其过程是碳酸钙矿石经焚烧成氧化钙，加水成氢氧化钙，加二氧化碳又成钙碳酸），其纯度更高，更白，颗粒微观上有几种晶形；重钙由于是直接由矿石磨出来的，一般来说杂质较多（如氧化铁，氧化镁等），颜色更深，不如轻钙白，颗粒形态以圆球形居多。
轻钙和重钙都可以活化处理成活钙。
碳酸钙经活化处理后，表面性能有些改变。
如果只是以一些表面活性剂处理，如硬脂酸等，可以降低碳酸钙小颗粒的表面能，使颗粒聚团的倾向降低，便于其在制品中的分散；如果是以偶联剂进行处理，可以增加碳酸钙与有机树脂之间的相互作用，提高整体塑料的材料性能。
重质碳酸钙简称重钙，英文简称为GCC.是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等而制得。
由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小，所以称之为重质碳酸钙。
轻质碳酸钙简称轻钙又称沉淀碳酸钙，英文简称为PCC,是将石灰石等原料段烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得。
或者先用碳酸钠和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得。
由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。
Calcium Carbonate 碳酸钙Heavy Calcium Carbonate 重质碳酸钙（而楼上所指的GCC缩写是Ground Calcium Carbonate,因重质碳酸钙又称研磨碳酸钙）LightCalcium Carbonate 轻质碳酸钙（楼上所指的PCC缩写是Precipitated Calcium Carbonate 因轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙）另，有资料称：重质碳酸钙的沉降体积范围为：1.1-1.9mL/g.与2楼略有差异。
碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用
碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用摘要：碳酸钙是橡胶与塑料制品的填料，能够提升制品的耐磨性与耐热性，保证尺寸的稳定性与刚度，并提升制品可加工性，还能减少制品的经济成本。
碳酸钙粉末的表面在经过改性处理后，可以有效的获得塑料机体材料。
在降低塑料制品的经济成本，并改善部分性能的同时，对于获得性价比较高的填充塑料有着深远的意义。
本文在分析碳酸钙表面处理改性技术及机理的基础上，对改性碳酸钙在塑料制品中的应用进行研究，从而推动碳酸钙行业不断发展。
关键词：碳酸钙；表面处理改性；塑料；应用碳酸钙被应用在了PVC、PE、PP以及ABS等材料中，加入碳酸钙可以改善塑料制品中的部分性能，能够提升制品的使用范围，还能在塑料加工中减少一定的树脂收缩率，从而改变流态状态，提升粘度。
碳酸钙应用在塑料制品中，可以有效提升制品的性能，通过研究碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用，可以帮助企业充分明确塑料制品的综合品质，降低经济成本与碳酸钙的关系，明确碳酸钙表面处理改性，从而到达应用目标，促进碳酸钙应用范围扩大。
一、碳酸钙表面处理改性碳酸钙的表面处理是经过物理与化学的方式来吸附表面处理剂，或者键合在碳酸钙表面中，构成包膜，改善表面的性能。
随着时间的推移，人们对于碳酸钙的研究不断加深，在碳酸钙处理剂与处理方法上面已经有了很多的技术方法。
碳酸钙的表面处理方法主要可分为偶联剂、有机物、无机物等表面处理方式[1]。
通过研究，可以充分为碳酸钙的应用提供依据。
（一）偶联剂表面处理偶联剂表现处理主要是通过两性结构化合物来处理，分为硅烷类、铝酸酯类等，还可以应用锌酸酯、铬酸酯等作为表面处理。
偶联剂的作用机理是借助分子的一端基团和碳酸钙的表明出现反应，从而构成化学键合，但是另一端和聚合物相容产生物理缠绕，把不同的材料经过偶联剂的作用结合起来，从而改善塑料制品的机械、物理特性。
例如，钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等等[2]。
（二）有机物表面处理有机物表现处理分为脂肪酸或盐处理、磷酸酯处理、聚合物处理等等，不同的表面处理会通过不同的作用产生不一样的反应、性能，从而达到处理作用。
碳酸钙在塑料薄膜中的应用
碳酸钙在塑料薄膜中的应用碳酸钙以其价格低廉、色泽洁白、综合性能良好而成为塑料薄膜中广泛使用的无机填料。
将碳酸钙制成填充母料用于塑料薄膜生产，具有简化工艺过程、改善混炼效果、提高生产效率、削减粉尘飞扬等优势。
本文就碳酸钙的种类、特性、改性方法等对其在塑料薄膜上的应用进行探讨。
1、碳酸钙的种类应用于填料的碳酸钙重要有重质碳酸钙和轻质碳酸钙两种。
重质碳酸钙（简称重钙）是用白垩、方解石、石灰石等天然矿石经碎裂、粉碎、超细粉碎等工艺而制得，是钙产品中紧要的品种之一，重要用于造纸、塑料、印刷油墨等行业中。
轻质碳酸钙的生产采纳化学加工方法，矿石经煅烧、分别、干燥、粉碎、筛分等过程处理后所得的产品即为轻质碳酸钙（简称轻钙，也称沉淀碳酸钙）。
在轻钙生产过程中，采纳不同的结晶条件，可以制得不同晶体的产品，如纺锤体、立方体、针状体、链状体、球状体等，重要用于橡胶、塑料、造纸、涂料等行业中。
无论是重钙还是轻钙，由于表面亲水疏油，在高聚物中分散性差，需要用改性剂进行表面活化处理。
经过表面活化处理后的轻钙，可广泛应用于薄膜行业中，只不过轻钙所需改性剂的量要比同等目数的重钙大，因而生产成本要高一些。
碳酸钙在薄膜中的应用相当广泛，聚合物中加入适当的碳酸钙既可以降低成本，又可以改善某些方面的性能，加添其附加值。
2、在塑料薄膜中碳酸钙作为填充材料的特点作为高分子材料的填充物，碳酸钙的优点重要有：加添尺寸稳定性；加添材料的刚度；加添材料的耐热性能；降低材料成本等。
但是也有其缺陷：密度加添；使用不当，会使强度、抗冲击、韧性等力学性能下降；材料光泽度有所下降。
碳酸钙粉体作为薄膜材料的填料，是亲水性无机化合物，其表面有亲水性的羟基，呈现较强的碱性。
这种亲水疏油的性质使得碳酸钙与有机高聚物的亲和性差，简单团聚，在高聚物内散不均匀，造成两材料间界面缺陷，直接应用效果不好。
随着填充量的加添，这些缺点更加明显，如过量填充甚至使制品无法使用。
为此我们需要对碳酸钙进行改性处理。
【精品文章】活性碳酸钙-改性碳酸钙的特点及常用改性剂
活性碳酸钙/改性碳酸钙的特点及常用改性剂
作为填料使用的碳酸钙，若未经表面处理，与有机高聚物的亲和性较差，容易造成在高聚物中分散不均匀，从而造成两种材料的界面缺陷，因此需要改进碳酸钙填料的应用性能。
活性碳酸钙（又称改性碳酸钙）是以普通碳酸钙粉体（有重钙和轻钙之分）为基料，采用多功能表面活性剂和复合型高效加工助剂，对无机粉体表面进行改性活化处理而成。
经改性处理后的碳酸钙粉体，表面形成一种特殊的包层结构，能显著改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性和亲和性，并且能与高聚物基体间产生界面作用，从而提高制品的抗冲击强度，是一种性能优良的增量型填充料。
用表面活性剂处理碳酸钙时，由于碳酸钙是无机物，所以它和表面活性剂的亲水基有很大的亲和力，它们之间进行类似化学键这样的化学结合，亲油基就定向于碳酸钙微粒的表面，形成一层单分子膜。
这就是活性碳酸钙生产的基本原理，这样处理过的填料已由亲水性变为亲油性，对树脂一类的有机物有良好的亲和力。
必须指出，可以用来对碳酸钙进行表面处理的，除了表面活性剂以外，还有近年来发展起来的有机偶联剂以及各种改性剂。
凡是用这些物质处理的碳酸钙都可以笼统地称为活性碳酸钙。
活性碳酸钙对一般橡胶、塑料制品均具有一定补强性，改善无机填料与树脂的相容性，从而改善制品的机械性能、加工性能，提高复合材料的热稳定性，实现高填充。
pvc管材、板材、电缆料等，可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、填料填充量，减少树脂用量，降低成本。
pp、pe、橡胶等，特别适用pvc管材，可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、填。
碳酸钙表面改性探究
碳酸钙表面改性探究碳酸钙经过改性活化处理后，具有高度的疏水性。
分子的结构发生改变、粒度分布更加均匀。
其具有白度高、流动性优良、光度好、分布均匀、填充量大等特点，并有良好的润滑性、分散性及有机性。
与塑料、橡胶的分子间亲和能力强、填充量是普通碳酸钙的3-6倍，生产成本降低显著。
因此，文章主要针对目前碳酸钙的广泛应用，进行探究碳酸钙改性的方法及常用的改性剂，以便碳酸钙改性得到进一步发展。
标签：碳酸钙；表面改性；活性碳酸钙前言碳酸钙是一种白色粉末，无味无臭的化合物，它有很多俗称，像灰石、石灰石、大理石等等。
碳酸钙不溶于水，但是却溶于像盐酸等这样的酸，溶解在酸中会放出大量的气体。
碳酸钙在地球上很常见，不仅存在动物的骨骼或者外壳中，也存在于方解石、大理石等岩石中。
碳酸钙有无定型和结晶型两种形态，碳酸钙是一种无机化合物，也是一种粉末产品。
碳酸钙凭借着价格低廉、无毒无味、白度高、硬度好等特点在橡胶和塑料生产过程中广泛用作填料碳[1]。
据统计，在塑料制品制造过程中无机填料大部分是碳酸钙，约占填料用量的70%。
碳酸钙分为天然矿石粉碎而得的重质碳酸钙（GCC）和经过化学过程生产的沉淀碳酸钙（PCC）[2]。
因PCC的生产工艺复杂且昂贵，同时会带来环境污染，今后的发展趋势是更多的使用GCC代替PCC[3]。
通常未经过改性的GCC具有亲水性表面，然而其与极性有机聚合物的亲和性较差，在基料中易造成分散的不均匀或积聚现象，从而导致填料与聚合物之间产生相异界面，这种缺陷容易产生应力集中现象，以致填充复合材料机械力学性能下降，发生断裂现象[4]。
1 碳酸钙改性方法及特点1.1 粒径细化使GCC粉末粒度微细化或超微细化，以提高填充剂在制品中的分布均匀。
主要对传统的碳酸钙生产工艺的碳化、粉化及脱水干燥等技术进行升级改造，使其生产工艺变的复杂了，条件也变得难以实现，同时产品成本提高很多。
纳米活性钙加入到高分子体系中，因为其颗粒属于纳米级，对体系的流变特性可以产生一定的影响，因此人们对在高分子体系中加入纳米活性钙所产生的流变性能影响的研究也越来越重视，所以对其的发展也越来越深入了，未来的情景很美好，很值得开拓它。
了解碳酸钙表面改性的方法、工艺及常用改性剂
了解碳酸钙表面改性的方法、工艺及常用改性剂碳酸钙是目前有机高聚物基材料中用量最大的无机填料，但是，未经表面处理的碳酸钙与高聚物的相容性较差，简单造成在高聚物基料中分散不均从而造成复合材料的界面缺陷，降低材料的机械强度。
随着用量的加添，这些缺点更加明显。
因此，为了改进碳酸钙填料的应用性能，必需对其进行表面改性处理，提高其与高聚物基料的相容性或亲和性。
1、碳酸钙表面改性简述碳酸钙的表面改性方法重要是化学包覆，辅之以机械化学；使用的表面改性剂包括硬脂酸（盐），钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂以及无规聚丙烯，聚乙烯蜡等。
碳酸钙连续表面改性工艺表面改性要借助设备来进行。
常用的表面改性设备是SLG型连续粉体表面改性机、高速加热混合机以及涡流磨和流态化改性机等。
影响碳酸钙表面改性效果的重要因素是：表面改性剂的品种、用量和用法（即所谓表面改性剂配方）；表面改性温度、停留时间（即表面改性工艺）；表面改性剂和物料的分散程度等。
其中，表面改性剂和物料的分散程度重要取决于表面改性机。
2、脂肪酸（盐）改性碳酸钙硬脂酸（盐）是碳酸钙最常用的表面改性剂。
其改性工艺可以采纳干法，也可以采纳湿法。
一般湿法工艺要使用硬脂酸盐，如硬脂酸钠。
（1）硬脂酸干法改性碳酸钙涂酸磨机改性碳酸钙采纳SLG型粉体表面改性机和涡旋磨等连续式粉体表面设备时，物料和表面改性剂是连续同步给入的，硬脂酸可以直接以固体粉状添加，用量依粉体的粒度大小或比表面积而定，一般为碳酸钙质量的0.8%—1.2%；在高速混合机、卧式桨叶混合机及其他可控温混合机中进行表面包覆改性时，一般为间歇操作，首先将计量和配制好的物料和硬脂酸一并加入改性机中，搅拌混合15—60min即可出料包装，硬脂酸的用量为碳酸钙质量的0.8%—1.5%左右，反应温度掌控在100℃左右。
为了使硬脂酸更好地分散和均匀地与碳酸钙粒子作用，也可以预先将硬脂酸用溶剂（如无水乙醇）稀释。
改性时也可适量加入其他助剂。
【精品文章】全面解析轻质碳酸钙的表面改性技术
全面解析轻质碳酸钙的表面改性技术
轻钙晶型可控、具有半补强和补强等优异特性，是目前重钙所无法具备的，因此，尽管其价格远高于重钙，生产技术也复杂得多，但在用作在许多中高档产品的功能性填料方面是重钙所无法取代的。
一、轻质碳酸钙的生产方式
重钙是采用物理研磨的方法将天然矿物直接经机械粉碎所得产品，而轻质碳酸钙则是用化学加工方法制得的。
由于轻钙的沉降体积(2.4-2.8ml/g)比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9ml/g)大，因此被称为轻质碳酸钙。
化学方法又分为碳化法、苏尔维法、联钙法、苛碱法和氯化钙-苏打法五种方法，其中应用最多的是碳化法，其次是氯化钙-苏打法。
1、碳化法：其化学反应过程如下
2、氯化钙-苏打法
在纯碱水溶液中加入氯化钙进行复分解反应，并进行快速冷却而生成无定形的碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得沉淀碳酸钙。
采用化学方法生产的轻钙粉体粒度小（数微米以下）、粒度分布窄（可视为单分散）、粒子晶型多样（不同用途晶型要求不同）。
其他化学生产方法机理可详读《纳米碳酸钙关键技术》（颜鑫著）。
轻钙粒度及对应比表面积见下图。
二、活性碳酸钙表面改性
按是否进行表面处理可分为普通沉淀碳酸钙和活性碳酸钙。
因活性碳酸。
碳酸钙在高分子材料中的应用
碳酸钙在⾼分⼦材料中的应⽤⽆机填料简介——碳酸钙在⾼分⼦材料中的应⽤碳酸钙作为⽆机填料应⽤于塑料填充，⼀般以降低成本为主要⽬的被⼴泛使⽤，收到了较好的效果。
近年来，随着碳酸钙在塑料改性上⼴泛的使⽤和⼤量的研究发现，填充⼀定量的碳酸钙也可⼤幅度提⾼材料的某些性能，如机械性能、热性能等，在塑料改性中发挥着重要的作⽤。
⑴碳酸钙的概述作为塑料中填料的碳酸钙有重质(简称重钙)和轻质(简称轻钙)两种。
由于制备⽅法不同，轻钙堆积体积⼤，显得轻，实际上⼆者密度相差很少。
轻质碳酸钙：⼜称沉淀碳酸钙、轻钙、沉降碳酸钙，通常所说的轻质碳酸钙是指普通的符合国标GB4794-84标准的产品。
轻钙密度：2.4～2.7g/cm3长径：5～12µm短径：1～3µm平均粒径：2～3µm。
⼯业上轻钙⽣产⽅法占主导地位的是化学沉降法：CaCO3（⽯灰⽯）====CaO（⽣灰⽯）＋CO2CaO＋H2O====Ca(OH)2（熟⽯灰）Ca(OH)2（熟⽯灰）＋CO2====CaCO3（轻钙）重质碳酸钙：可由天然碳酸钙矿物质如⽅解⽯、⼤理⽯、⽩垩磨碎分级⽽成。
现在塑料中使⽤的重质碳酸钙多⽤⽅解⽯作为原料。
⽅解⽯的物理性能：密度2.60～2.75g/cm3硬度(莫⽒)3溶解度(18℃)0.0013g/100g⽔分解温度900℃重质碳酸钙品种：单飞粉(200⽬)双飞粉(320⽬)四飞粉(400⽬)⽅解⽯粉。
碳酸钙母粒⑵碳酸钙的表⾯活化处理：在实际使⽤过程中，为使碳酸钙能均匀分散在塑料中，起到优化性能的作⽤，必须先对碳酸钙进⾏表⾯活化处理。
根据塑料制品的成型⼯艺和使⽤性能要求，选取⼀定粒径的碳酸钙，⽤偶联剂、分散剂、润滑剂等助剂先活化处理，再加⼊⼀定量的载体树脂混合均匀后，⽤双螺杆挤出机挤出造粒，即得碳酸钙母粒。
⼀般情况下,母粒中碳酸钙含量为80%，各种助剂总含量为5%左右，载体树脂为15%。
碳酸钙母粒的特点降低产品的成本，提⾼⽣产效率，获得良好的经济效益；增强制品的刚性及增加制品的重量。
纳米碳酸钙的合成、表面改性以及应用
纳米碳酸钙的合成、表面改性以及应用一、本文概述纳米碳酸钙作为一种重要的无机纳米材料，因其独特的物理化学性质，在多个领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面介绍纳米碳酸钙的合成方法、表面改性技术以及其在不同领域的应用。
我们将概述纳米碳酸钙的基本性质，包括其结构、形貌和主要性能。
随后，我们将详细介绍纳米碳酸钙的各种合成方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并分析各种方法的优缺点。
在此基础上，我们将深入探讨纳米碳酸钙的表面改性技术，包括表面包覆、表面接枝等，以提高其分散性、稳定性和功能性。
我们将概述纳米碳酸钙在橡胶、塑料、涂料、造纸、医药等领域的应用，展望其未来的发展趋势和应用前景。
本文旨在为读者提供关于纳米碳酸钙的综合性知识，为其在科研和工业应用中的进一步研究和开发提供参考。
二、纳米碳酸钙的合成方法干法合成主要是通过气-固相反应，将气态的二氧化碳与固态的氢氧化钙在高温下反应生成碳酸钙。
这种方法设备简单，操作方便，但产品纯度低，颗粒尺寸大，分布不均，且能耗高，环境污染严重。
湿法合成则是将气态的二氧化碳通入到含有钙离子的水溶液中，通过控制反应条件，如温度、压力、搅拌速度等，使二氧化碳与钙离子在水溶液中反应生成碳酸钙。
湿法合成的产品纯度高，颗粒尺寸小，分布均匀，且易于进行表面改性。
常用的湿法合成方法包括碳化法、沉淀法、乳液法等。
超重力法是一种新型的合成方法，它利用超重力场强化气液传质过程，使二氧化碳与钙离子在超重力环境下迅速反应生成碳酸钙。
这种方法具有反应速度快，产物纯度高，颗粒尺寸小且分布均匀等优点，是一种具有广阔应用前景的合成方法。
纳米碳酸钙的合成方法各有优缺点，需要根据具体的应用需求选择合适的合成方法。
随着科学技术的不断发展，新的合成方法也在不断涌现，为纳米碳酸钙的制备提供了更多的选择。
三、纳米碳酸钙的表面改性纳米碳酸钙作为一种重要的无机纳米材料，在多个领域具有广泛的应用前景。
然而，由于其高比表面积和强极性，纳米碳酸钙易于团聚，这限制了其性能和应用。
210978001_碳酸钙的表面处理及在PVC中的应用
【碳酸钙专栏】碳酸钙的表面处理及在PVC中的应用陈良军1，王勇杰2，王延军2，王 旭2，吴建夏3，朱林清3（1.浙江大丰体育设备有限公司，浙江 余姚 315400；2.浙江工业大学化学工程与材料学院，浙江 杭州 310014；3.建德市钦堂精细钙业有限公司，浙江 杭州 311601）【摘 要】本文采用4种不同偶联剂在高速混合机中对碳酸钙进行表面处理，研究了不同偶联剂对CaCO 3活化率的影响；并通过双辊开炼机制备PVC/CaCO 3复合材料，研究了不同偶联剂处理的CaCO 3对材料拉伸性能与冲击性能的影响。
结果显示：当采用0.5%铝酸酯411处理微米CaCO 3时，活化率达到100%；当PVC中填充30份0.5%铝酸酯411处理的微米CaCO 3时，拉伸强度为37.7MPa，冲击强度为5.6kJ/m 2；通过微米CaCO 3与纳米CaCO 3按20份∶10份复配，与30份微米CaCO 3填充体系相比，冲击强度提高了87%，达到10.5kJ/m 2，显著改善了PVC/CaCO 3复合材料的韧性。
【关键词】PVC；CaCO 3；偶联剂；表面处理【中图分类号】TQ314.261;TD985 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2010)03-0039-03碳酸钙(CaCO 3)是一种重要的无机填料，具有价格低廉、无毒、无刺激性、色泽好、白度高等优点，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、食品、医药等工业部门[1]。
实际应用中，为降低表面能、防止团聚，需要使用表面活性剂进行表面处理[2,3]。
用于CaCO 3的表面处理剂主要有表面活性剂与偶联剂。
其中常用于处理CaCO 3的表面活性剂是含有羟基、氨基或巯基的脂肪族、芳香族或含有芳烷基的脂肪酸，处理后能够提高CaCO 3在基体中的分散性；而常用的偶联剂包括硅烷、钛酸酯、铝酸酯等，它们能够通过表面化学反应起作用，不仅可改善填料分散相和材料加工性能，同时能够改善制品的物理与力学性能[1]。
碳酸钙团聚解决方案
碳酸钙团聚解决方案
碳酸钙团聚问题解决，可以考虑以下几种方法：
表面处理：在碳酸钙颗粒的表面添加偶联剂或润湿剂，以改善颗粒表面的湿润性，增加颗粒间的距离，从而减少团聚现象。
机械分散：通过机械搅拌、振动筛等方法将碳酸钙颗粒分散开来，增加颗粒间的距离，从而减少团聚现象。
加入分散剂：在碳酸钙浆料中加入适量的分散剂，如木质素磺酸盐、丙烯酸盐等，可以有效地降低颗粒间的凝聚力，减少团聚现象。
控制pH值：在碳酸钙浆料中控制适当的pH值范围，可以通过调节颗粒表面的电位来减少团聚现象。
加热处理：通过加热处理，可以减小碳酸钙颗粒的表面能，降低颗粒间的凝聚力，从而减少团聚现象。
碳酸钙新型表面处理剂
PVC用高性能碳酸钙超分散偶联剂SP-1082与传统分散剂或偶联剂的区别碳酸钙广泛应用于PVC制品中，由于碳酸钙为亲水性无机粉体，它与PVC 相容性差。
目前，通常采用硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯等传统偶联剂进行处理，以改善碳酸钙的疏水亲油性和提高PVC制品的力学性能。
一、传统偶联剂传统偶联剂主要为三大类，其典型结构如下：硬脂酸：C17H35COOH||钛酸酯：（R-C-O）—3TiOC3H7或||（R-P-O）—3TiOC3H7|0H||铝酸酯：（R-C-O）—Al（OC3H7）2R：烷烃，通常为-C17H35、-C8H17等。
硬脂酸处理活化碳酸钙（CaCO3）将近100年历史，它主要利用硬脂酸的端羧基（-COOH）与CaCO3产生酸碱吸附，将硬脂酸亲油链段-C17H35烷烃基吸附在CaCO3颗粒表面，从而改变CaCO3的疏水亲油性。
但其存在如下缺点：•硬脂酸羧基（-COOH）吸附CaCO3颗粒的锚固力非常弱小，塑料加工过程中的高温、高熔体粘度、高剪切力、以及其它塑料助剂的溶解力等因素极易产生脱吸附或解吸现象。
•无机粉体的亲油链段（-C17H35）烷烃基为非极性，与PVC、ABS、尼龙（PA），聚碳酸酯（PC）、聚酯等极性或中等极性聚合物相容性不好，因此，CaCO3与基体聚合物界面粘接状态和润湿性差，导致塑料加工性和力学性能大幅度下降。
•活化的CaCO3颗粒表面的亲油链段（-C17H35）烷烃基，由于活化的CaCO3颗粒表面有机物结构完全相同，分子链间色散力、范德华力、偶极力等使CaCO3颗粒更倾向于自身聚并，在高分子聚合物中形成CaCO3颗粒团聚而不易分散，尤其是纳米碳酸钙表现得更为明显。
钛酸酯偶联剂活化碳酸钙（CaCO3），机理：CaCO3颗粒表面的羟基（-OH）与钛酸酯偶联剂的异丙基产生脱异丙醇的化学反应，从而将亲油性基团化学链合至CaCO3颗粒表面而得到疏水亲油性活性碳酸钙，与硬脂酸处理相比，其优点：•钛酸酯偶联剂与碳酸钙是化学键结合，在塑料加工高温环境下不易解吸；•可以引入酯键、磷酯键、巯基键、环氧键等功能性基团；•在PVC制品中性能优于硬脂酸。
碳酸表面处理方法
碳酸表面处理方法
碳酸钙表面处理主要有两种方法：干法处理和湿法处理。
这些方法的目标都是改变碳酸钙颗粒的表面性质，包括表面疏水性和活化处理。
干法处理：将碳酸钙投入高混机中，开启搅拌，然后投入计量的处理剂（如分散剂），混合至一定的温度后出料。
湿法处理：将处理剂（如分散剂）按比例加入水中，形成处理液，然后将碳酸钙加入处理液中，进行表面处理。
这些处理方法可以改变碳酸钙的表面性质，从而提高其在复合材料中的分散性和补强性。
具体的处理方法和处理剂的选择可能会根据碳酸钙的用途和要求而有所不同。
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碳酸钙表面活化处理剂与处理技术------活性碳酸钙碳酸钙粒子是极性的，而树脂为非极性的，二者是难以相容。
要想无机粒子碳酸钙均匀地分布到树脂中，并能与树脂的分子链产生较强的亲合力，必须对碳酸钙的表面进行活化处理。
目前所用活化剂有表面活性剂。
如硬脂酸、偶联剂等，偶联剂有很多呢，如：硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铝酸脂偶联剂、酸式亚磷酸脂偶联剂、稀土偶联剂、铝/钛复合偶联剂。
还有高分子处理剂。
其中用得最多的是铝酸脂偶联剂和铝钛复合偶联剂。
偶联剂的用量是与碳酸钙的粒径有关。
活性碳酸钙介绍现在的碳酸钙企业，大部分的还在沿用最早的活性碳酸钙的表面处理技术，用偶联剂与硬脂酸对轻质碳酸钙的表面进行活化。
随着高新技术的发展，有个别的碳酸钙企业在改变原来加工活性碳酸钙的配方，出现了复合改性的活性碳酸钙，他能增加活性碳酸钙的填加量，降低活性碳酸钙使用企业的生产成本。
我公司开发的复合改性的活性碳酸钙，明显提高了塑料产品的抗拉强度，降低了塑化的温度，也有利于提高产品的产量。
从单独的活性碳酸钙的买入价虽有点提高，但从总体上而言，是降低了塑料产品的制造成本或者说提高了活性碳酸钙用户的产品质量，更便于活性碳酸钙用户调整产品的结构，根据他的用户要求，生产出高、中、低档的产品。
如果活性碳酸钙用户不提高他产品的抗拉强度的话，就可以较大幅度的增加活性碳酸钙的填加数量。
这也符合上下游产品企业的利益。
纳米碳酸钙应用纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。
标准的名称即超细碳酸钙。
纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品。
用于汽车内部密封的PVC增塑溶胶。
可改善塑料母料的流变性，提高其成型性。
用作塑料填料具有增韧补强的作用，提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋予塑料滞热性。
纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性和透明性和极好的光泽、及优异的油墨吸收性和高干燥性。
纳米碳酸钙在树脂型油墨中作油墨填料，具有稳定性好，光泽度高，不影响印刷油墨的干燥性能．适应性强等优点。
造纸业是纳米碳酸钙最具开发潜力的市场。
目前，纳米碳酸钙还主要用于特殊纸制品，如女性用卫生巾、婴儿用尿不湿等。
纳米活性碳酸钙作为造纸填料具有以下优点：高蔽光性、高亮度、可提高纸制品的白度和蔽光性；高膨胀性，能使造纸厂使用更多的填料而大幅度降低原料成本；粒度细、均匀，制品更加均匀、平整；吸油值高、能提高彩色纸的预料牢固性纳米碳酸钙在涂料工业作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点。
纳米级超细碳酸钙具有空间位阻效应．在制漆中，能使配方中密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用．制漆后，漆膜白度增加，光泽度高，而遮盖力却不降低，主要用于高档轿车漆。
橡胶工业纳米碳酸钙的主要应用市场之一。
添加钠米碳酸钙的橡胶，其硫化胶升长率、撕断性能、压缩变形和耐屈性能，都比添加一般碳酸钙的高。
加入用树脂酸处理的纳米碳酸钙后，有的豫胶制品撕裂强度提高4倍以上纳米碳酸钙在饲料行业中可作为补钙剂，增加饲料含钙量；在化妆品中使用，由于其纯度高、白度好、粒度细，可以替代钛白粉。
1、塑料主要应用范围：PVC型材，管材；电线、电缆外皮胶粒；PVC薄膜（压延膜）的生产，造鞋业制造（如PVC鞋底及装饰用贴片）等。
适合用于工程塑料改性、PP、PE、PA、PC等。
应用特性：由于活性纳米碳酸钙表面亲油疏水，与树脂相容性好，能有效提高或调节制品的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度；改善加工性能，改善制品的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性具有填充及增强、增韧的作用，能取代部分价格昂贵的填充料及助济，减少树脂的用量，从而降低产品生产成本，提高市场竞争力。
2、橡胶应用范围：天然胶，丁腈，丁苯，混炼胶等，适用于轮胎、胶管、胶带以及油封、汽车配件等橡胶制品中。
应用特性：经过表面改性处理后的纳米碳酸钙与橡胶有很好的相容性，具有补强、填充、调色、改善加工艺和制品的性能，可使橡胶易混炼、易分散，混炼后胶质柔软，橡胶表面光滑；可使制品的延伸性、抗张强度、撕裂强度等有本质的提高；可以降低含胶率或部分取代钛白粉、白碳黑等价格昂贵的白色填料，提高产品的市场竞争力。
3、密封胶粘材料应用范围：硅酮、聚流、聚氨酯、环氧等密封结构胶。
应用特性：应用于密封胶粘材料中，与胶料有很好的亲和性，可以加速胶的交联反应，大大改善体系的触变性，增强尺寸稳定性，提高胶的机械性能，且添加量大，达到填充急补强双重作用。
同时，它能使胶料表面光亮细腻。
4、涂料应用范围：水性涂料和油性涂料。
应用特性：大大改善体系的触变性，可显著提高涂料的附着力，耐洗刷性，耐沾污性，提高强度和表面光洁度，并具有很好的防沉降作作用。
部分取代钛白粉，降低成本。
5、油墨应用范围：适用于平版胶印油墨、凹版印刷油墨等。
应用特性：使用纳米碳酸钙所配置的油墨，身骨及粘性较好，故具有良好的印刷性能；稳定性好；干性快且没有相反作用；由于颗粒小，故印品光滑，网点完整，可以提高油墨的光洁度，适用于高速印刷。
6、造纸应用范围：卷烟纸、记录纸、簿页印刷纸、高白度铜版纸以及高档卫生巾、纸尿布等。
应用特性：造纸中加入纳米碳酸钙可以提高纸张的松密度、表观细腻性、吸水性；提高特种纸的强度、高速印刷性；调节卷烟纸的燃烧速度。
详细说明：1：在橡胶工业；纳米级超细碳酸钙具有超细、超纯的特点，生产过程中有效控制了晶形和颗粒大小，而且进行了表面改性。
因此其在橡胶中具有空间立体结构、又有良好的分散性，可提高材料的补强作用。
如链状的纳米级超细碳酸钙，在橡胶混炼中，锁链状的链被打断，会形成大量高活性表面或高活性点，它们与橡胶长链形成键连结，不仅分散性好，而且大大增强了补强作用。
值得注意的是，它不但可以作为补强填充料单独使用，而且可根据生产需求与其他填充料配合使用，如：炭黑、白炭黑、轻钙重钙、钛白粉、陶土等，达到补强、填充、调色、改善加工工艺和提高制品性能、降低含胶率或部分取代白炭黑、钛白粉等价格昂贵的白色填料的目的。
2：在涂料工业可作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点，纳米级超细碳酸钙具有空间位阻效应，在制漆中，能使配方密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用。
制漆后，漆膜白度增加，光泽高，而遮盖力却不下降，这一特性使其在涂料工业被大量推广应用。
3：在塑料工业由于纳米级超细碳酸钙具有高光泽度、磨损率低、表面改性及疏油性，可填充聚氯乙烯、聚丙烯和酚醛塑料等聚合物中，现在又被广泛应用于聚氯乙烯电缆填料中。
4：在造纸工业可用于涂布加工纸的原料，特别是用于高级铜板纸。
由于它分散性能好，粘度低，能有效的提高纸的白度和不透明度，改进纸的平滑度、柔软度，改善油墨的吸收性能，提高保留率。
5：在油墨行业作为填料，可替代价格较高的胶质钙，并可提高油墨的光泽度和亮度。
6：在其他行业纳米级超细碳酸钙用于饲料行业，可作为补钙剂，增加饲料的含钙量，在化妆品中使用，可替代钛白粉。
VK-CaCY201 型：主要应用于PVC、PE、PP、PP-R、ABS、PA等树脂，以及橡胶行业、油漆和特种涂料VK-CaCY201型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，作为功能性补强材料，广泛应用于PVC、PE、PP、PP-R、ABS、PA等树脂，以及橡胶行业、油漆和特种涂料等领域。
可替代钛白20%左右，降低生产成本，提高经济效益。
在塑料制品中有很好的增强增韧性能，具有相当的热稳定性和分散性，可显著提高材料的刚性、韧性、弯曲强度，使产品拥有良好的尺寸稳定性，改善体系流变性、降低收缩率，制品表明细密，光泽好，拉伸强度及抗划伤、抗冲击强度均有很大程度的提高。
该型号产品被广泛应用于塑料管材、型材，塑钢门窗、电缆、电缆护套、给水管、汽车保险杠及室内配件等及空调、冰箱、电视机、电脑、洗衣机等家用电器的产品塑料外壳面板。
VK-CaC400 ：主要应用于高档涂料油墨行业VK-CaC400 型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，应用于高档油墨产品，其作为主体颜填料有良好的分散性、透明性、提高光泽和遮盖力。
具有优异的吸收性和高干性，使用于告诉印刷。
可调节油墨颜色、浓稠度等性能，调节墨性，降低成本。
VK-CaC501 型：主要应用于合成橡胶行业。
VK-CaC501 型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙，作为功能性材料应用于合成橡胶具有如下特点：1．良好的加工性能，吃料速度快，混炼容易，硫化时间短。
2．有很好的补强性能，可代替白炭黑和炭黑，提高橡胶制品的多项力学性能，如：抗张性、抗撕裂性、耐磨性、防腐性，显著提高橡胶制品的曲扰性、抗老化性，改善橡胶制品与金属界面结合性，提高附着力等。
3．使用简单，可于其它普通填料并用，视情况可等量替代炭黑或白炭黑30%左右，降低生产成本。
4．具有填充量大、增白效果好等特点。
活性碳酸钙设备及技术活性碳酸钙是用表面活性剂进行表面活化的碳酸钙。
用表面活性剂处理碳酸钙时，由于碳酸钙是无机物，所以它和表面活性剂的亲水基有很大的亲和力，它们之间进行类似化学键这样的化学结合，亲油基就定向于碳酸钙微粒的表面，形成一层单分子膜。
这就是活性碳酸钙生产的基本原理，这样处理过的填料已由亲水性变为亲油性，对树脂一类的有机物有良好的亲和力。
必须指出，可以用来对碳酸钙进行表面处理的，除了表面活性剂以外，还有近年来发展起来的有机偶联剂以及各种改性剂。
凡是用这些物质处理的碳酸钙都可以笼统地称为活性碳酸钙。
活性轻质碳酸钙对一般橡胶、塑料制品均具有一定补强性，改善无机填料与树脂的相容性，从而改善制品的机械性能、加工性能，提高复合材料的热稳定性，实现高填充。
pvc管材、板材、电缆料等，可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、填料填充量，减少树脂用量，降低成本。
pp、pe、橡胶等，特别适用pvc管材，可提高复合材料热稳定性、表面光洁度、填料填充量，减少树脂用量，降低成本。
本技术使用干法活化工艺，采用的设备有反应釜（亦称混料机）、气流筛、供热系统即导热油炉三大部分，另外有气流输送管、储料仓等附属设备。
反应釜加进轻质碳酸钙和一定配比的活化剂反应后放进储料仓缓冲冷却后进入气流筛进行粉筛，然后由装包机装包即可。
轻质碳酸钙(Light Calcium Carbonate) 又称沉淀碳酸钙( Precipitated Calcium Carbonate，简称PCC) ，是将石灰石等原料段烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得。
或者先用碳酸钠和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得。
由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。