近年來，重質(zhì)碳酸鈣在生產(chǎn)和應(yīng)用中，粒徑超細(xì)化和產(chǎn)品功能差異化成為發(fā)展趨勢和要求，要滿足這些要求，并很好地解決由此帶來的一系列問題，必須對重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行改性。

重質(zhì)碳酸鈣的改性方法

傳統(tǒng)意義上講，重質(zhì)碳酸鈣的改性方法，要考慮其應(yīng)用領(lǐng)域、加工方式、共混對象，來選擇不同的改性劑和改性方法。但許多西方國家更注重在重質(zhì)碳酸鈣研磨時，對其進(jìn)行助磨改性，全面提升粉體的分散性、親和性等基礎(chǔ)品質(zhì)，使改性重質(zhì)碳酸鈣的填充效果達(dá)到最佳。

綜合來講，目前重質(zhì)碳酸鈣的改性方法有以下幾種：物理涂覆硬脂酸改性、化學(xué)表面改性、機(jī)械力化學(xué)改性、表面沉積改性和高能表面改性等。

其中化學(xué)改性包括偶聯(lián)劑（硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑）改性、復(fù)合偶聯(lián)改性劑改性、聚合物包覆改性和有機(jī)物改性等方法。

從實際生產(chǎn)應(yīng)用看，上述方法不同程度地改善了粉體分散性性和活化效果，但在穩(wěn)定性和性價比評估上，下游莫衷一是，都還有改善提高的空間。

助磨劑注重在重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)點活性最強(qiáng)時進(jìn)行改性，保證了包覆性最佳，使兩親性的狀態(tài)持久穩(wěn)定，進(jìn)而徹底解決二次團(tuán)聚和細(xì)粉吸油量高的問題，從根本上提升粉體的流動性和分散性，極大優(yōu)化分級效果，在提高粉廠增加值的同時，使下游工廠擴(kuò)大填充量，改善加工工藝。

助磨劑改性的特點和優(yōu)勢

（一）助磨劑改性的特點

助磨劑改性，是在研磨粉體時將配好的助磨劑漿液從設(shè)備進(jìn)料口噴灑在石料上，在磨機(jī)中通過循環(huán)風(fēng)、機(jī)械力和高溫的環(huán)境作用，自然形成對顆粒的包裹，打破研磨過程中粉碎和團(tuán)聚的平衡，同時降低顆粒的極性，達(dá)到減少團(tuán)聚、改善親油、提高產(chǎn)能和粉體流動性的效果。

1、改性場景前移：從改性機(jī)前移到磨機(jī)中，突出的特征是對時間點的把握，同時利用了強(qiáng)勁的風(fēng)力及分級機(jī)瞬間高溫，提高了助劑包覆的均勻性和質(zhì)點的活性粘合效果。

2、純粹物理包覆：盡管包覆過程中，有離子與高分子基質(zhì)形成界面黏結(jié)，但整個改性過程，沒有化學(xué)反應(yīng)，純粹是一種物理包覆，不影響研磨工藝，對設(shè)備無腐蝕，反而對整個研磨過程具有明顯的潤滑效果。

（二）助磨劑改性的優(yōu)勢

1、從源動能上消除粉體的二次團(tuán)聚

重質(zhì)碳酸鈣要達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的效果，要求粒徑盡可能小，但是小粒徑的重質(zhì)碳酸鈣本身具有極大的比表面積和表面能（即相對于破碎力的反向團(tuán)聚力），容易引起團(tuán)聚形成大顆粒，這些大顆粒在高分子基質(zhì)中，就會成為應(yīng)力集中點，影響制品的性能甚至無法在下游加工。助磨劑改性不同傳統(tǒng)改性方法，是在粉體表面能最強(qiáng)時、也就是循環(huán)破碎的同時，進(jìn)行無數(shù)層次的包覆，徹底消除了二次團(tuán)聚的源動能，同時輔以抗靜電和耐溫劑，同時消除熱聚能和靜電引力，有效地保證了穩(wěn)定耐久的分散性和流動性。

2、從根本上改善粉體表面的親油性

重質(zhì)碳酸鈣表面具有許多羥基，水易被吸收，使重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面親水疏油，呈極性，很難在呈非極性的有機(jī)高分子基質(zhì)中均勻分散，并且與高分子基質(zhì)形成的界面黏結(jié)性差。將親水疏油的極性轉(zhuǎn)化為表面親油性是改性粉體的主要目標(biāo)，也是解決粉體顆粒與有機(jī)高分子相溶的主要手段。助磨劑改性的優(yōu)勢，重點體現(xiàn)在對時間點和包覆機(jī)理的把握。

（1）重質(zhì)碳酸鈣是由天然碳酸鹽礦物磨碎而成，在粉碎過程中礦物進(jìn)行反向解離，露出不飽和質(zhì)點Ca2+和CO32-，而Ca2+和CO32-這些質(zhì)點的不飽和程度很高，活性很強(qiáng)，可與附著在其表面的水分進(jìn)行作用，發(fā)生水解，形成活性點。助磨劑改性就是利用顆粒研磨時重質(zhì)碳酸鈣表面的質(zhì)點活性最強(qiáng)時進(jìn)行改性。實踐證明，此時是改變粉體親水疏油性，降低表面極性的最佳時段，對提高改性重質(zhì)碳酸鈣在基體中的分散性和相容性效果顯著；

（2）助磨劑包覆改性與物理涂覆硬脂酸改性在形式上相似，是一種的物理作用過程。助磨劑的分子結(jié)構(gòu)是兩親性結(jié)構(gòu)，一部分為親水基團(tuán)（常見的-OH、-NH2、-NR3+、-COOH、-SO3H等官能團(tuán)），它們可通過離子鍵、共價鍵、氫鍵及粉碎、摩擦等機(jī)械力，緊緊地吸附在固體顆粒表面，防止助磨劑與重質(zhì)碳酸鈣表面脫附；而另一部分為親油溶劑化鏈（如聚酯、聚丙烯酸酯等），它的聚合物分子鏈很長，可以有效地防止重質(zhì)碳酸鈣粒子的再次團(tuán)聚，適合分散在不同極性基體中。對比硬脂酸涂覆改性，效果就比助磨劑差許多，它的親油基團(tuán)是烷基的，結(jié)構(gòu)雖與聚合物相似，但只有17個C原子，在非水性分散體系中不能形成足夠大的空間位阻效應(yīng)，穩(wěn)定性差，使親水基團(tuán)與極性較低或非極性的顆粒易解吸，而導(dǎo)致分散后離子的重新絮凝，形成團(tuán)聚顆粒。

所以助磨劑改性與重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面結(jié)合力更強(qiáng)，幾乎不會發(fā)生解吸，這些優(yōu)點為重質(zhì)碳酸鈣在填充塑料、顏料、油墨、涂料等行業(yè)中的廣泛應(yīng)用提供了優(yōu)良的基礎(chǔ)品質(zhì)保證。

3、提高生產(chǎn)效率

助磨劑漿液大部分是經(jīng)超導(dǎo)體處理，呈小分子狀態(tài)，具有高頻滲透作用，在風(fēng)力與機(jī)械力作用下，使大顆粒的碳酸鈣粒子加速分解成較小甚至微米級、納米級的顆粒，有效地提高磨機(jī)產(chǎn)能，同時磨機(jī)單位產(chǎn)量的提高，促使體系溫度升高，內(nèi)能增大，增強(qiáng)重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面的化學(xué)活性，易與改性劑發(fā)生附著，使重質(zhì)碳酸鈣顆粒的內(nèi)能降低，處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。

除此之外，助磨劑還有許多其他延展功能，如：有效降低吸油值、增加沉降體積、分級效果顯著、改變折射率提高制品光潔度等等，不再一一贅述。