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密封胶用纳米碳酸钙生产工艺优化研究!
来源:中国乐动娱乐体育平台网页版技术网    更新时间:2019-09-10 17:33:25    浏览次数:
 
  纳米碳酸钙粒径小,补强效果好,是密封胶主要的功能填料之一,广泛应用于是硅酮胶、MS胶、聚氨酯胶等品种。
  
  刘亚雄等以不同的表面改性剂和晶形控制剂处理纳米碳酸钙,并考察了纳米碳酸钙改性效果、比表面积、晶形等产品特性对密封胶性能的影响,研究结果表明:
  采用不同的表面处理剂处理纳米碳酸钙,可得到性能不同的密封胶,采用硬脂酸钠与偶联剂复合改性时,可提高强度与伸长率;
  增加晶形控制剂的用量,可提高纳米碳酸钙的比表面积,增大拉伸强度和伸长率,比表面积控制在合适的范围时,具有良好的分散性、强度和伸长率等。
  纳米碳酸钙晶形为棒形、纺形、柱形、片状时分散性不好,具有较高的吸油值,密封胶的粘度大,弹性差,伸长率差;
  纳米碳酸钙晶形为立方体和菱形时分散性良好,粒子很规整,具有较低的吸油值,可提高密封胶的拉伸强度和伸长率。
  密封胶专用的纳米碳酸钙,应重点控制比表面积、粒径、吸油值、表面处理剂的配比等指标,使密封胶具有良好的分散性、稠度、挤出性能、强度和伸长率等性能。
  
  具体研究如下:
  
  1、纳米碳酸钙生产工艺流程
  
密封胶用纳米碳酸钙生产工艺优化研究!
纳米碳酸钙生产工艺流程
  
  (1)将石灰石与无烟煤按一定的比例在立窑中煅烧成石灰(CaO)和窑气,再加入热水,消化石灰生成石灰乳,过筛除去杂质,得到精制的Ca(OH)2浆;同时窑气经过多级除尘后,净化成干净的窑气。
  (2)调节Ca(OH)2浆的浓度和温度,在碳化塔中控制反应温度、浓度、气液比、晶形控制剂等工艺条件,制备纳米CaCO3熟浆,碳酸钙熟浆经过陈化,使粒子规整,二次碳化,降低pH值。
  (3)在活化罐中加入碳酸钙熟浆,加热至60℃以上,加入溶解好的分散剂和表面处理剂,进行活化处理,保温搅拌30~60min即可。
  (4)表面处理好的纳米钙浆液经压滤、干燥、粉碎、包装得到纳米碳酸钙。
  
  2、改性效果对密封胶性能的影响
  控制生浆的比重为1.060、碳化起点温度为25℃,加入晶型控制剂柠檬酸0.5%,进行碳化,制备得到BET比表面积为27.5m2/g的纳米碳酸钙熟浆,采用不同量表面处理剂进行活化,压滤、烘干、粉碎后制胶,测试。
  
改性效果对密封胶性能的影响
密封胶用纳米碳酸钙生产工艺优化研究!
  
  结果表明:
  与硬脂酸钠处理相比,采用软脂酸钠,可降低纳米碳酸钙的吸油值,增加基胶的稠度,提高挤出性,降低强度,从而提高伸长率;
  而采用偶联剂时,提高了纳米碳酸钙的吸油值,降低了基胶稠度和挤出性,提高了强度,从而降低了伸长率;
  采用硬脂酸钠与偶联剂复合改性时,可提高强度与伸长率;
  不同的表面处理剂处理纳米碳酸钙,得到性能不同的密封胶。
  
  3、纳米碳酸钙的比表面积对密封胶性能的影响
  控制生浆的比重为1.060,碳化起点温度为25℃,分别加入晶型控制剂柠檬酸0%、0.3%、0.5%、0.8%,碳化后,采用4%硬脂酸钠表面处理剂进行活化,压滤、烘干、粉碎后制胶,测试。
  
纳米碳酸钙的比表面积对密封胶性能的影响
密封胶用纳米碳酸钙生产工艺优化研究!
  结果表明:
  
  增加晶形控制剂的用量,可提高纳米碳酸钙的比表面积,从而提高吸油值,降低稠度,降低成品胶的挤出量,增大拉伸强度和拉伸强度下的伸长率;
  但是比表面积增大到一定程度时,增加强度和伸长率就增加的量就很少了,这是因为纳米碳酸钙极易团聚,如果比表面积提高到一定程度,粒子小于40nm时分散不好,容易团聚,也难以提高强度和伸长率;
  要想获得良好的分散性、强度和伸长率,需将纳米碳酸钙的比表面积控制在合适的范围内。
  
  4、纳米碳酸钙晶形对密封胶性能的影响
  在碳化时加入不同的晶形控制剂,制备出粒径和比表面积相近的纳米碳酸钙,而晶形不同的纳米碳酸钙。
  
密封胶用纳米碳酸钙生产工艺优化研究!
纳米碳酸钙晶形对密封胶性能的影响  
(a)晶形为棒形和纺形,分散性不好;(b)晶形为柱形和片状分散性不好;(c)晶形立方体为主,分散性良好;(d)晶形为立方体和菱形,分散性良好,粒子很规整;
  
  结果表明:
  虽然以上粒子的平均粒径和比表面积相差不大,但是粒子的形状、规整度、分散性不一样;粒子形状不规整,造成纳米碳酸钙的孔隙率大,吸油值增加,胶的稠度小,挤出量小,强度和伸长率差;
  纳米碳酸钙的分散性好,可降低吸油值,增加拉伸强度和伸长率。
  
  参考资料:[J]刘亚雄.纳米碳酸钙在密封胶中的应用研究[J].山东化工,2019(48):24-26.
  

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