碳酸钙表面改性

表面改性是提升碳酸钙应用性能、提高适用性、拓展市场和用量所必须的重要手段，未来功能化、专用化将成为碳酸钙发展的主要趋势，各种表面改性专用碳酸钙的市场需求量会越来越大。

1、硅烷偶联剂KH570改性纳米碳酸钙

      条件：硅烷偶联剂KH570用量为5%，改性温度70℃，时间2h。

      效果：硅烷偶联剂已经成功接枝到纳米碳酸钙的表面，改性纳米碳酸钙中KH570的最大接枝率为1.5%，最大的接枝效率为36.7%；纳米碳酸钙表面极性降低，亲油性大大增加，颗粒分散性得到明显改善。a-未改性纳米碳酸钙，b-5%KH570改性后的纳米碳酸钙

2、硬脂酸钠改性轻质碳酸钙

      条件：在消化过程中加入3%硬脂酸钠（以碳酸钙质量计），消化温度为80℃，pH值为14，陈化时间为30min。

      效果：硬脂酸钠以离子键方式键合在轻质碳酸钙表面，改性后碳酸钙的活化度可达到97.1%。

3、钛酸酯偶联剂改性轻质碳酸钙

      条件：钛酸酯偶联剂用量为2%，改性温度为80℃，改性时间为1h。

      效果：钛酸酯偶联剂与碳酸钙产生氢键结合，改性后的碳酸钙活化度可达95%，能很好的分散于液体石蜡中，沉积速率和表观粘度都明显降低。

4、铝酸酯偶联剂改性重质碳酸钙

      条件：铝酸酯偶联剂用量为1.5%，改性温度110℃，改性时间12min。

      效果：经铝酸酯偶联剂改性后的重质碳酸钙接触角可达162.4°，亲油性得到明显改善；将改性碳酸钙填充聚丁烯-1材料，在基体中分散性较佳，与聚丁烯-1界面结合能力强，能够吸收形变功，提高复合材料的韧性。a-纯聚丁烯-1材料，b-未改性重质碳酸钙填充后的聚丁烯-1材料，c-铝酸酯偶联剂改性重质碳酸钙填充后的聚丁烯-1材料

5、聚醚偶联剂改性轻质碳酸钙

      条件：偶联剂四氢呋喃均聚醚（PTHF）用量为2%-3%，改性温度为70-80℃，改性时间为1h。

      效果：四氢呋喃均聚醚能够使碳酸钙的吸油值降低到22%，接触角降低到68.6°。改性后的碳酸钙填充进聚丙烯，能在一定程度上缓解拉伸强度的下降趋势，使复合材料的断裂伸长率达到28.47%、冲击强度达到6.7kJ/m2。

6、磷酸酯表面活性剂ADDP改性纳米碳酸钙

      条件：ADDP用量为2%，改性温度为50℃，改性时间为30min。

      效果：改性后的纳米碳酸钙表面疏水亲油，在油中的平均团聚粒径减小，吸油值、粘度和表面能都显著降低。将改性的纳米碳酸钙填充于填充软PVC后，体系加工性能获得了明显的改善;复合体系的力学性能也得到了一定程度的提高。

7、桐酸酸酐水解物改性重质碳酸钙

      条件：桐酸酸酐水解物用量为1.5%，改性温度为50℃，改性时间为15min。

      效果：改性后的重质碳酸钙活化度可达83.40%，吸油值降为28.29mL/100g，黏度降低46.36%，水的接触角为99°。改性碳酸钙填充到PVC材料中，可起到增韧的作用，使复合材料的缺口冲击强度由8.46kJ/m2增加到10.21kJ/m2，断裂伸长率由16.12%增加到24.52%。

8、淀粉-硬脂酸复合物改性轻质碳酸钙

      条件：淀粉用量为20%，搅拌时间20min，反应温度40℃，淀粉浓度为3.0%，脂肪酸用量为4.0%。

      效果：改性后的轻质碳酸钙表面被淀粉包覆，表面变的圆滑，棱角不明显；相同加填量下，加填改性碳酸钙的纸张与加填未改性碳酸钙和传统工艺加填的纸张相比具有良好的性能。

9、铝酸酯偶联剂、硬脂酸作改性轻质碳酸钙

      条件：铝酸酯含量为1.0%，硬脂酸的含量为0.8%，搅拌速度为650r/min，反应温度为100℃。

      效果：改性后轻质碳酸钙与水的接触角可达136.5°，在油性介质中容易分散；经过改性的碳酸钙，与聚乙烯之间的浸润性良好，在加工过程中能避免填料在高温和高强剪切力的作用下暴露出极性表面，造成流变性不佳，加工困难等缺点。碳酸钙与水的接触角测试结果：a-改性碳酸钙，b-未改性碳酸钙

10、双层偶联剂改性碳酸钙

      条件：硅烷偶联剂KH560用量0.5%、钛酸酯偶联剂102用量为0.5%，改性温度120℃，干法改性。

      效果：以硅烷偶联剂KH560为内层的Si-OH，可以与碳酸钙表面的OH-形成氢键，同时KH560末端的环氧键与钛酸酯偶联剂的单烷氧基发生开环反应形成化学结构，从而在碳酸钙表面形成较厚的双层包覆结构；改性碳酸钙以50%填充PBAT树脂，制备成复合材料拉伸强度达到20.28MPa，相对于未改性的复合材料拉伸强度提高了39%，相对于单层KH560和钛酸酯102表面改性技术制备成的复合材料拉伸强度分别提高了16.8%和26.6%。