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高性能PVC管材用活性纳米碳酸钙生产工艺及特点
来源:中国粉体技术网    更新时间:2021-10-09 16:52:05    浏览次数:
 
  活性纳米碳酸钙用在塑料、橡胶等高分子材料中具有填充、补强作用,且提高产品的机械性能,在保证性能不变的条件下增加填料的用量,降低制品的综合成本,提高产品的市场交竞争力。因此纳米碳酸钙在在塑料、橡胶、粘胶剂、油墨等领域中的应用越来越广泛,尤其在聚氯乙烯(PVC)制品中的用量最大。
  
  为了满足生产高超韧度、高弹性PVC管材的需要,谢忠等以石灰石为原料经煅烧生成石灰,采用双塔连续碳化法生产纳米碳酸钙,并采用由脂肪酸、植物油、非离子表面性剂、偶联剂等组成的表面处理剂对碳酸钙进行活化处理,制备出了吸油值低、加工性能好和分散性好的纳米活性碳酸钙。
  
  1、活性纳米钙生产工艺
  以石灰石为原料,经煅烧生成生石灰CaO和CO2,CaO溶于水生成熟石灰Ca(OH)2,在熟石灰Ca(OH)2水中加入晶形控制剂,并控制一定的浓度、温度条件,同进行强烈的搅拌,通入窑尾气(CO2),反应生成纳米碳酸钙(碳化)。
  
  纳米级碳酸钙浆液加热至一定温度,加入表面处理剂活化(活化),再用压滤机除去滤饼中的水分,再经过气流干燥、分级过筛得到纳米级活性碳酸钙。
 
高性能PVC管材用活性纳米碳酸钙生产工艺及特点   
  
  碳化工艺:采用双塔连续碳化法,第1喷射塔,第2个鼓泡塔,每个塔有效体积30m3。通入Ca(OH)2浆液(比重︰1.05),浆液温度为15~25℃,加入0.2%~0.8%晶型控制剂[按Ca(OH)2干基计],通入二氧化碳(CO2),控制CO2浓度30%,碳化反应时间为130min,碳化反应终点温度≤55℃,pH值8.0,透气比表面积≥9.5m2/g。若Ca(OH)2干基浓度过高,桨液粘度增大,包敷现象严重,碳酸钙粒子易团聚成大粒子,且碳酸钙粒子夹杂有Ca(OH)2,控制Ca(OH)2质量基浓度5%~10%为宜。
  
  活化剂:常用的活化剂(表面处理剂)主要有无机处理剂、脂肪酸及其衍生物、树脂酸、偶联剂、高分子化合及植物油脂等。不同用途的活性碳酸钙产品主要区别于使用了不同的表面处理剂。经过活性剂品种选择、配比优化等试验,最终选择脂肪酸、植物油、非离子表面性剂、偶联剂等4种物质,其比例为3︰2:1︰0.5。
  
  活化工艺:研究出3步法化表面处理法,3种不同的活化剂分3次活化,30m3活化池中泵入CaCO3浆液(按CaCO3干基3.0t),开动搅拌机,转速为280r/min,然后添加活化剂活化,加入已皂化好的脂肪酸溶液,搅拌1h,完成第1步活化。接着加入乳化好的的植物油、单甘酯溶液,搅拌1h,完成第2步活化。然后加入乳化好的偶联剂溶液,搅拌1h,完成第3步活化。
  
  2、应用效果
  
  该工艺生产的活性纳米碳酸钙,吸油值低,加工性能好,分散性好,作为填充补强剂应用于PVC排水管的生产,生产出的PVC排水管的拉伸屈服强度、断裂伸长率、纵向回缩率、扁平试验等指标优于PVC管国家标准,30吨重的大卡车从排水管上面压过,仍为水管恢复原形,产品性能优异。
  
  资料来源:《谢忠,甄兴新.高性能PVC管材用的纳米活性碳酸钙的研制[J].广东化工,2021,48(09):62-63+104》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
  
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