來(lái)自碳酸鈣粉體生產(chǎn)廠家的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)
在碳酸鈣生產(chǎn)加工過(guò)程中，常會(huì)碰見(jiàn)各種各樣的問(wèn)題。對(duì)此，小編整理了相關(guān)碳酸鈣粉體生產(chǎn)廠家的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，以供參考。
一、造成碳酸鈣堿度高的主要原因是？
碳酸鈣作為重要的填料廣泛應(yīng)用在橡膠制品加工生產(chǎn)中，但是很多廠家生產(chǎn)的橡膠都不同程度的存在發(fā)黃，發(fā)脆等問(wèn)題。其中堿度往往是很多廠家容易忽略的因素。
工業(yè)沉淀碳酸鈣堿度，實(shí)際上是生產(chǎn)過(guò)程中由于某種原因而導(dǎo)致的游離堿。游離堿是指碳酸鈣生產(chǎn)中，產(chǎn)品未轉(zhuǎn)化成碳酸鈣而是以氫氧化鈣形式而存在的物質(zhì)。堿度過(guò)高，會(huì)和塑料其它增塑劑反應(yīng)，引起塑料發(fā)脆、發(fā)黃等。由此可見(jiàn)，游離堿是碳酸鈣產(chǎn)品中一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，必須在生產(chǎn)中嚴(yán)格控制。
造成碳酸鈣堿度高的主要原因，是堿式碳酸鈣的形成。
1.石灰過(guò)燒
在石灰煅燒過(guò)程中，由于塊度大小不一，掌握不好，很容易使石灰出現(xiàn)過(guò)燒現(xiàn)象，過(guò)燒石灰消化用水多，水溫低消化不完全，產(chǎn)生石灰微粒。在碳化時(shí)所生成碳酸鈣以微細(xì)顆粒為晶核、沉積在上面，形成碳酸鈣包覆著氧化鈣粒子。氧化鈣結(jié)晶為立方體而碳酸鈣結(jié)晶為斜方六面體，這兩種結(jié)晶體的晶間夾角不同，在升溫后發(fā)生不同的膨脹系數(shù)，而造成晶粒破碎，使氧化鈣游離出來(lái)，而顯堿性。
2.游離堿偏高
堿式碳酸鈣，特別是在冷天，由于氣溫低，氫氧化鈣溶解度大，在碳化過(guò)程中，石灰乳中存在著氫氧化鈣固體和水溶性氫氧化鈣離子，再與二氧化碳進(jìn)行碳化反應(yīng)，是在堿性溶液中發(fā)生的，因此產(chǎn)生了堿式碳酸鈣。這種堿式碳酸鈣隨著碳化液的溫度和二氧化碳通入量而發(fā)生變化，轉(zhuǎn)變成三種不同結(jié)構(gòu)的碳酸鈣（方解石型、靈石型、文石型）。當(dāng)碳化到終點(diǎn)時(shí)，PH=8～10，偏堿性，不能把堿式碳酸鈣破壞掉。這些堿式碳酸鈣還沒(méi)有來(lái)得及變化，進(jìn)入下道工序，當(dāng)進(jìn)入回轉(zhuǎn)烘干機(jī)后，溫度升高堿式碳酸鈣分解出氫氧化鈣和碳酸鈣，使堿度偏高。
堿度高，天氣冷比熱天更為突出，關(guān)鍵就是熱天氣溫高，水溫也高，石灰消化較好，同時(shí)碳化塔的溫度也比較高，而氫氧化鈣溶解度低，不易產(chǎn)生板狀堿式碳酸鈣，容易轉(zhuǎn)變成碳酸鈣。由此可見(jiàn)，熱天氣的堿度比冷天低。
因此，在加工橡膠制品時(shí)，不僅要關(guān)注碳酸鈣的粒子大小、白度、水份、沉降體積，礦物質(zhì)元素等，還要關(guān)注碳酸鈣的堿度！
二、碳酸鈣廠家如何選用分散劑？
涂布技術(shù)高速發(fā)展，要求碳酸鈣廠家生產(chǎn)的碳酸鈣具有超細(xì)粒徑、高的固含量和流動(dòng)性，但是超細(xì)碳酸鈣研磨技術(shù)較為復(fù)雜，在高速研磨的過(guò)程中，保證固含量和粒度前提下，還要降低碳酸鈣漿料的粘度，并且使回黏度不至于過(guò)高而影響涂布，同時(shí)研磨過(guò)程中會(huì)碳酸鈣廠家產(chǎn)生大量的熱，就需要能耐高溫，且分散性好的分散劑來(lái)達(dá)到要求。
碳酸鈣在研磨前，在要漿料中加入分散劑來(lái)在研磨過(guò)程中達(dá)到研磨的目的，那么選擇的分散劑一般具備什么條件呢？PH，碳酸鈣廠家提醒最好選擇中性的分散劑，粘度低，水性，同時(shí)耐溫度高，增加粉體的分散性，解聚等功能。
三、輕質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)是？
輕質(zhì)碳酸鈣作為常用的填充母料，市場(chǎng)較大，用戶較多，而無(wú)論對(duì)于使用者還是生產(chǎn)者，都得必須了解其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
不同用戶對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量要求不同，但均可分為基本要求與特殊要求：
（1）輕質(zhì)碳酸鈣基本要求
基本要求是指不同用戶都有共同要求指標(biāo)，如：CaCO3≥98%、MgCO3≤1.0%、鹽酸不溶物≤0.2%(越低越好)、Fe≤0.12%(越低越好)、Mn≤0.01%(越低越好)等。
這些基本要求指標(biāo)主要取決于石灰石質(zhì)量、煅燒石灰質(zhì)量、消化質(zhì)量、石灰乳精制及窯氣凈化質(zhì)量、干燥質(zhì)量及其外界環(huán)境的污染情況，這在一般輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)廠嚴(yán)格管理，把好原料、燃料關(guān)，適當(dāng)改造或增加部分設(shè)備，嚴(yán)格操作規(guī)程，減少外界污染均可達(dá)到。
（2）輕質(zhì)碳酸鈣特殊要求
特殊要求是指不同用戶對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品有不同或更為嚴(yán)格的要求，大多為物理指標(biāo)。如：沉淀體積、粒度、晶型、吸油值、水分含量、白度、比表面積、篩余物。個(gè)別用戶如醫(yī)藥、食品、飼料、日化等用戶對(duì)其化學(xué)成分中Mn、Pb、Cu、重金屬含量等有特殊要求，否則會(huì)影響人類健康。
因此，輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品檔次高低，在一定程度上不是取決于其基本性質(zhì)，而是取決于其特殊性質(zhì)，在達(dá)到基本要求的前提下(一般輕質(zhì)碳酸鈣企業(yè)均可達(dá)到)，只有提高物理指標(biāo)，改善特殊性質(zhì)，滿足用戶的特殊要求，才能提高輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量檔次。
四、如何降低碳酸鈣的吸油值?
在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)碳酸鈣填料都用吸油值這項(xiàng)指標(biāo)來(lái)大致預(yù)測(cè)填料對(duì)樹(shù)脂的需求量，即吸油值對(duì)選擇填料具有重要的指導(dǎo)意義。
1.什么是吸油值?
吸油值也稱樹(shù)脂吸附量，表示填充劑對(duì)樹(shù)脂吸收量的一種指數(shù)。吸油值通常以100g樣品所需亞麻油的質(zhì)量表示(%或mL/100g)。即指每100g樣品，在達(dá)到完全潤(rùn)濕時(shí)需要用油的最低用量。吸油值=亞麻油量/100g樣品。
吸油值的大小與粉體的粒度分布、顆粒形狀、分散與凝聚程度、比表面積及表面性質(zhì)等有關(guān)。
（1）粉體顆粒的粒度越細(xì)，比表面積越大，分布越窄，吸油值就越高;
（2）不同顆粒形狀的吸油值：針狀＞片狀＞球狀。針狀粒子由于填充排列縱橫交錯(cuò)，空隙較大，吸油量高;片狀粒子混合在一起時(shí)呈平行排列，空隙減小，其吸油量低;整齊排列的球狀粒子，其自由空間小，吸油量也小。
（3）晶體的表面缺陷少，完美程度高，其比表面積小，吸油量也低。
2.如何降低碳酸鈣的吸油值?
（1）控制顆粒形貌
對(duì)于輕質(zhì)碳酸鈣(或納米輕質(zhì)碳酸鈣)來(lái)說(shuō)，其吸油值高低和生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。在對(duì)顆粒形貌沒(méi)有特殊要求的情況下，可采用晶型控制劑，調(diào)控碳酸鈣的晶型和比表面積，從而降低其吸油值。
（2）控制細(xì)度和粒度分布
細(xì)度要適當(dāng)，并非越細(xì)越好，粒徑分布也要因需而定。
對(duì)于一般產(chǎn)品應(yīng)用，如果碳酸鈣細(xì)度和粒度分布要求不高，可適當(dāng)選用粒度分布差距較大的混合產(chǎn)品，這樣小粒子會(huì)進(jìn)入大粒子的空隙，堆積相對(duì)緊密，吸油量也會(huì)減小。
對(duì)于高質(zhì)量產(chǎn)品應(yīng)用，細(xì)度高、粒度分布窄的碳酸鈣有助于提高制品性能，這時(shí)候就需要通過(guò)表面改性來(lái)解決吸油值的問(wèn)題。
（3）表面改性
表面改性是降低粉體吸油值的重要手段。碳酸鈣經(jīng)過(guò)表面改性后，聚集態(tài)顆粒減少，分散度提高，顆粒間空隙減少，同時(shí)改性分子對(duì)碳酸鈣表面的覆蓋又使顆粒內(nèi)的空隙減小，而且這一覆蓋還改變了碳酸鈣的表面性能，使其表面極性減弱，顆粒間摩擦力變小，潤(rùn)滑性變得更好，故堆積得更加緊密，堆積密度增大，吸油值減小。
專利《一種可顯著降低碳酸鈣吸油值的表面改性劑配方》中提到，將聚乙二醇、三乙醇胺和氨基硅油三種表面改性劑進(jìn)行復(fù)合；然后將復(fù)合表面改性劑加熱至50~95℃，按碳酸鈣粉體質(zhì)量的一定比例加入連續(xù)式粉體表面改性機(jī)中對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性。改性后的平均粒度(D50)5~10μm的重質(zhì)碳酸鈣粉體，對(duì)DBP的吸收值可以由改性前的0.26mL/g~0.30mL/g降低到0.13mL/g~0.17mL/g。
4種表面改性劑降低重質(zhì)碳酸鈣填料吸油值的強(qiáng)弱順序?yàn)榘被栌?804>聚乙二醇-200>三乙醇胺>一縮二乙二醇；同種改性劑，其用量不同時(shí)，吸油值不同，一般改性劑用量越大，吸油值越低;
采用氨基硅油-804改性劑且用量為1.00%時(shí)，改性樣品的吸油值最低，達(dá)到0.115mL/g，改性后樣品的熱穩(wěn)定性最好，熱分解溫度為325℃。
五、什么因素會(huì)影響重質(zhì)碳酸鈣廠家的產(chǎn)品質(zhì)量？
1.純度
重質(zhì)碳酸鈣廠家制品的色澤、外觀不僅會(huì)受到純度高低的影響，純度高低還對(duì)材料的力學(xué)性能和加工性能產(chǎn)生影響。因此要求重質(zhì)碳酸鈣含量越高越好，雜質(zhì)含量越低越好。
2.白度
白度高低主要影響制品的色澤、外觀，在性能相同條件下，白度高更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，對(duì)材料的著色力影響也越小。
3.粒度及其分布
衡量重鈣產(chǎn)品檔次的一個(gè)重要指標(biāo)是粒度及其分布，其主要影響材料的力學(xué)性能。粉粒徑越細(xì)，比表面積越大、使用效果就越好，原生粒子加入樹(shù)脂中的形式極易團(tuán)聚以多聚集形態(tài)，分散不均勻，難以形成穩(wěn)定的界面，使產(chǎn)品性能下降。因此，重質(zhì)碳酸鈣廠家生產(chǎn)的塑料用重鈣并非越細(xì)越好，而是細(xì)度適當(dāng)。
4.顆粒形態(tài)與晶型
重質(zhì)碳酸鈣粉的顆粒形態(tài)對(duì)塑料的填充與改性影響較大，如纖維狀、薄片狀對(duì)聚氯乙烯復(fù)合材料機(jī)械強(qiáng)度有利，但對(duì)成型加工性能不利：而球形填料與之相反，可提高材料成型加工性能，但降低了材料機(jī)械強(qiáng)度。晶型構(gòu)造的影響已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)開(kāi)始受到關(guān)注。比如，重質(zhì)碳酸鈣廠家用粉碎機(jī)械做出來(lái)的重鈣粉，細(xì)粉含量多，晶型為接近等粒狀，既保證了分散性，又增強(qiáng)了力學(xué)性能，所以更受塑料行業(yè)青睞。
5.水分和低分子物質(zhì)
水分和低分子物質(zhì)對(duì)該產(chǎn)品都是一大忌，因?yàn)樗趾偷头肿游镔|(zhì)使制品表面產(chǎn)生缺陷和皺紋，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使制品內(nèi)呈蜂窩狀或物料輸送產(chǎn)生架橋斷料。不僅影響制品的力學(xué)性能，還影響制品外觀。
六、如何測(cè)定碳酸鈣的含量
碳酸鈣含量是評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，實(shí)際生產(chǎn)中可通過(guò)以下方法評(píng)價(jià)碳酸鈣的含量。
1.儀器分析法：包括原子吸收光譜法、電化學(xué)法、光度分析法、發(fā)射光譜法等。
2.化學(xué)分析法：包括EDTA絡(luò)合滴定法、酸堿滴定法、氧化還原法和高溫煅燒法。
（1）EDTA滴定法：用酸溶解本品，配成溶液，在一定條件下，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定測(cè)鈣離子的含量。
（2）酸堿滴定法：用過(guò)量的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品中碳酸鈣反應(yīng)，再用氫氧化鈉的標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴剩余鹽酸，根據(jù)差量計(jì)算樣品中含量。
（3）高溫煅燒法：本品在高溫下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氧化鈣，因此可以利用氧化鈣的量求含量。
（4）氧化還原法：碳酸鈣酸處理后會(huì)與草酸鈉反應(yīng)形成沉淀，經(jīng)過(guò)濾洗滌溶于熱的稀H2SO4中，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定H2C2O4。
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