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。
HG-03)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、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。
纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙,标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起纳米碳酸钙来的一种新型超细固体粉末材料,其粒度介于0.01~0.1μm之间。由于纳米碳酸钙粒子的超细化,其晶体结构和表面电子结构发生变化,产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应。
间歇搅拌式碳化法
间歇搅拌式碳化法采用低温搅拌鼓泡釜式碳化反应器,通过加入晶形控制剂制备不同晶体结构和不同粒径的碳酸钙。该法是将25℃以下的氢氧化钙乳液泵入碳化反应罐中,通入二氧化碳,在搅拌状态下,进行碳化反应,通过控制反应温度、浓度、搅拌速度、添加剂等工艺条件制备纳米碳酸钙。该法因搅拌气-液接触面积大,反应较均匀,产品粒径分布较窄等,已成为近几年纳米碳酸钙生产的主要方法 。
纳米碳酸钙生产流程优化方法
① 使用高浓度CO2气体作为合成纳米碳酸钙的气源可以大大缩短反应的时间,但是由于系统搅拌不均匀,碳酸钙粒径的分布就很不均匀,出现部分粒径较大颗粒,增大搅拌转速可减缓粒径分布不均匀现象。
② 随着晶形修饰剂添加量的增加,温度的提高,陈化时间的延长,颗粒规整程度增加,粒径也增大,但当超过极限值时,颗粒尺寸不再改变,陈化温度升高可加快陈化进程,但如果温度过高就会引起碳酸钙发生形状变化,立方形转为片状。陈化温度越高,陈化时间越长,片状转化率越高。
③ 陈化过程中分别用聚羧酸盐、六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠为分散剂,通过其电离出的离子改变颗粒电荷状态和空间位阻,使得体系发生胶溶反应,促进凝胶重新转变为溶胶,降低了体系黏度,增强了颗粒间分散性,有利于二次碳化和后期包覆过程的进行;
④ 在陈化起始阶段加入一定量六偏磷酸钠,工艺简单,便于操作,还能起到降低黏度、增强颗粒分散性的作用,同时也不影响陈化过程中晶形修饰剂对碳酸钙形貌的改善作用;
⑤ 工业试验工艺参数选择遵循等单位体积功率的准则,工业圈内传质效果较小试装置传质效果稍差,但是不同批次之间的工业试验产品性能重复性很好,工艺的稳定性高,合成的纳米碳酸含产品的各项性能指标均能与小试产品的性能指标保持一致。
随着下游行业技术不断升级,我国市场对纳米碳酸钙的功能性要求不断提高。高功能性纳米碳酸钙生产对企业的创新能力、技术工艺要求较高,将倒逼我国纳米碳酸钙行业不断进行改革升级。在此背景下,我国有实力的纳米碳酸钙企业市场占有率将逐步提高。