高性能PVC管材用活性納米碳酸鈣生產(chǎn)工藝及特點(diǎn)
2022-06-09
3050核心提示：活性納米碳酸鈣用在塑料、橡膠等高分子材料中具有填充、補(bǔ)強(qiáng)作用，且提高產(chǎn)品的機(jī)械性能，在保證性能不變的條件下增加填料的用量，降低制品的綜合成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)交競(jìng)爭(zhēng)力。
活性納米碳酸鈣用在塑料、橡膠等高分子材料中具有填充、補(bǔ)強(qiáng)作用，且提高產(chǎn)品的機(jī)械性能，在保證性能不變的條件下增加填料的用量，降低制品的綜合成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)交競(jìng)爭(zhēng)力。因此，納米碳酸鈣在在塑料、橡膠、粘膠劑、油墨等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其在聚氯乙烯（PVC）制品中的用量最大。
為了滿足生產(chǎn)高超韌度、高彈性PVC管材的需要，謝忠等以石灰石為原料經(jīng)煅燒生成石灰，采用雙塔連續(xù)碳化法生產(chǎn)納米碳酸鈣，并采用由脂肪酸、植物油、非離子表面性劑、偶聯(lián)劑等組成的表面處理劑對(duì)碳酸鈣進(jìn)行活化處理，制備出了吸油值低、加工性能好和分散性好的納米活性碳酸鈣。 以石灰石為原料，經(jīng)煅燒生成生石灰CaO和CO2，CaO溶于水生成熟石灰Ca（OH）2，在熟石灰Ca（OH）2水中加入晶形控制劑，并控制一定的濃度、溫度條件，同進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌，通入窯尾氣（CO2），反應(yīng)生成納米碳酸鈣（碳化）。 納米級(jí)碳酸鈣漿液加熱至一定溫度，加入表面處理劑活化（活化），再用壓濾機(jī)除去濾餅中的水分，再經(jīng)過(guò)氣流干燥、分級(jí)過(guò)篩得到納米級(jí)活性碳酸鈣。
碳化工藝：采用雙塔連續(xù)碳化法，第1噴射塔，第2個(gè)鼓泡塔，每個(gè)塔有效體積30m3。通入Ca（OH）2漿液（比重︰1.05），漿液溫度為15~25℃，加入0.2%~0.8%晶型控制劑（按Ca（OH）2干基計(jì)），通入CO2，控制CO2濃度30%，碳化反應(yīng)時(shí)間為130min，碳化反應(yīng)終點(diǎn)溫度≤55℃，pH值8.0，透氣比表面積≥9.5m2/g。若Ca（OH）2干基濃度過(guò)高，槳液粘度增大，包敷現(xiàn)象嚴(yán)重，碳酸鈣粒子易團(tuán)聚成大粒子，且碳酸鈣粒子夾雜有Ca（OH）2，控制Ca（OH）2質(zhì)量基濃度5%~10%為宜。 活化劑：常用的活化劑（表面處理劑）主要有無(wú)機(jī)處理劑、脂肪酸及其衍生物、樹(shù)脂酸、偶聯(lián)劑、高分子化合及植物油脂等。不同用途的活性碳酸鈣產(chǎn)品主要區(qū)別于使用了不同的表面處理劑。經(jīng)過(guò)活性劑品種選擇、配比優(yōu)化等試驗(yàn)，最終選擇脂肪酸、植物油、非離子表面性劑、偶聯(lián)劑等4種物質(zhì)，其比例為3:2:1:0.5。 活化工藝：采用3步法化表面處理法，3種不同的活化劑分3次活化，30m3活化池中泵入CaCO3漿液（按CaCO3干基3.0t），開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為280r/min，然后添加活化劑活化，加入已皂化好的脂肪酸溶液，攪拌1h，完成第1步活化。接著加入乳化好的的植物油、單甘酯溶液，攪拌1h，完成第2步活化。然后加入乳化好的偶聯(lián)劑溶液，攪拌1h，完成第3步活化。 該工藝生產(chǎn)的活性納米碳酸鈣，吸油值低，加工性能好，分散性好，作為填充補(bǔ)強(qiáng)劑應(yīng)用于PVC排水管的生產(chǎn)，生產(chǎn)出的PVC排水管的拉伸屈服強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、縱向回縮率、扁平試驗(yàn)等指標(biāo)優(yōu)于PVC管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，30噸重的大卡車從排水管上面壓過(guò)，仍為水管恢復(fù)原形，產(chǎn)品性能優(yōu)異。
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