碳酸钙是一种重要的、用处广泛的化工原料，作为补强剂和填充剂被广泛使用于橡胶、造纸、油墨、涂料、塑料、食物、化妆品等职业中，不仅能添加产品体积，节省母料，下降本钱，并且能前进制品的物理功能、印刷功能和尺度安稳性等。  一、重质碳酸钙与轻质碳酸钙   依据碳酸钙出产办法的不同，能够将其分为轻质碳酸钙和重质碳酸钙。轻质碳酸钙又称堆积碳酸钙，是用化学加工办法制得；重质碳酸钙又称研磨碳酸钙，是用机械办法直接破坏天然的石灰石、方解石、白垩等制备。重质碳酸钙和轻质碳酸钙的粒度和表面特征存在必定的差异（表１），因而在运用作用上也会有必定的差异。  比较轻质碳酸钙，重质碳酸钙具有能耗低、加工简略、报价低廉的特色，在造纸、塑料、建筑、涂料等职业中的填充作用显着优于轻质碳酸钙，而我国现在正在大力发展造纸和塑料职业，因而对重质碳酸钙的需求量远远大于轻质碳酸钙。但重质碳酸钙的出产和使用依然存在一些有待于改进的问题：① 重质碳酸钙粒径超细化； ② 开发专用重质碳酸钙产品。而处理这些问题的一个有用手法是对重质碳酸钙进行改性研讨，然后满意各种产品的要求。二、重质碳酸钙的表面改性对重质碳酸钙进行表面改性的首要意图是：①下降重质碳酸钙的表面能，避免聚会； ② 前进重质碳酸钙在基体中的涣散性； ③ 增强重质碳酸钙表面与基体的界面亲和性； ④ 前进改性重质碳酸钙的专用性和功能性。而为了使改性重质碳酸钙的填充作用到达最佳，必需要考虑其使用领域、加工办法、共混目标，对不同的基体和使用领域有针对性地挑选适宜的改性剂和改性办法。接下来将依据重质碳酸钙表面处理工艺的不同，介绍国内外现有的几类表面改性办法和所挑选的改性剂。2.1物理涂覆改性 物理涂覆改性是将改性剂与重质碳酸钙以必定的份额混合，在涣散力的作用下，改性剂经过范德华力或静电引力等物理作用力吸附在重质碳酸钙表面，构成单层、双层或多层包覆层。 从物理涂覆改性界说可知，重质碳酸钙的表面与改性剂之间没有发作化学反响，仅仅朴实的一种物理包覆。2.2表面化学改性     表面化学改性是指经过必定的办法，使用改性剂分子中的官能团和重质碳酸体表面的活性点进行化学反响或化学吸附，使改性剂包覆在重质碳酸钙颗粒的表面，增强重质碳酸钙与填充有机基体的相容性和涣散性，然后改进复合材料的加工功能和物理力学功能。重质碳酸钙的表面化学改性首要包含偶联剂改性、复合偶联改性剂改性、聚合物包覆改性、有机物改性等。 2.2.1偶联剂改性 偶联剂是结构化合物，能够分为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂等。  碳酸钙与偶联剂反响示意图2.2.2 复合偶联改性剂改性 复合偶联改性剂改性是以偶联剂为根底，与其他加工改性剂、表面处理剂、交联剂相结合，对重质碳酸钙的表面进行复合改性处理。对重质碳酸钙进行改性处理一起挑选两种或多种改性剂，发挥每种改性剂本身的优势，使重质碳酸钙的改性作用愈加优 良，更 能 满 足 各 种 功 能 化、专 业 化 的需求。 2.2.3聚合物包覆改性 聚合物包覆改性包含反响性纤维素表面处理和接枝聚合物表面处理两类。 反响性纤维素表面处理是将反响性纤维结合在重质碳酸钙的表面，构成表面改性层，到达表面改性的意图。 接枝聚合包覆法是使用重质碳酸钙表面的活性点进行聚合包覆反响，聚合后的有机高分子基体包覆在重质碳酸钙粒子的表面上，阻挠重质碳酸钙的聚会，前进涣散安稳性。接枝聚合处理的重质碳酸钙表面与有机高分子材料表面的相似性前进，下降了重质碳酸钙粒子表面的极性。  碳酸钙表面羟基接枝聚合改性办法   2.2.4 有机物改性 有机物改性首要包含硬脂酸（盐）、磷酸酯类对重质碳酸钙的改性，改性机理如图，磷酸酯类、硬脂酸与碳酸钙反响示意图   2.3机械力化学改性 机械力化学改性是使用破坏、冲突等机械手法，使重质碳酸体的晶格发作位移、晶型发作变化，与此一起系统温度升高，内能增大，大颗粒的碳酸钙粒子不断分解成较小乃至微米级、纳米级的重质碳酸钙颗粒，增强重质碳酸钙颗粒表面的化学活性，易与改性剂发作化学结合或附着，使重质碳酸钙颗粒的内能下降，处于较安稳的状况，到达表面改性的意图。2.4 表面堆积改性 表面堆积改性是选用适宜的办法将改性剂堆积在重质碳酸钙的表面，是无机矿藏颜料表面改性最常用的办法之一，适宜工业化出产，工艺流程简略，经过操控反响条件，能够获得适宜的粒径和纯度。2.5高能表面改性 高能表面改性是指选用强度较高、能量较会集的辐照、等离子体、超声波等办法，对重质碳酸钙表面进行改性处理的一种办法。作用时发生的强冲击波和涣散力能够极大地削弱颗粒间的相互作用，能够有用地避免颗粒间的聚会，有利于重质碳酸钙的涣散，可是此技能的改性作用不稳，本钱较高，操作较杂乱，因而在实践出产中还很难得到广泛的使用。   三、展望表面改性是前进重质碳酸钙使用功能、前进适用性、拓宽商场和用量所有必要的加工技能之一。重质碳酸钙表面改性的首要发展趋势是。 （1）优化表面改性作用。为了前进出产功率、下降改性本钱，在加工出产中，应依据表面改性机理、基料的性质、加工工艺的技能等要求，有针对性的选取表面改性剂、助改性剂和改性设备。 （2）改性重质碳酸钙尺度纳米化。纳米化的碳酸钙会表现出与普通碳酸钙不同或失常的理化性质，在灭菌消毒、透明性、增耐性和补强性等方面起到特殊作用。 （3）绿色环保化。现在人们总是在倡议走可持续发展之路，因而出产环境友好的改性重质碳酸钙填充料显得非常重要。 （4）为了满意科技的前进对材料提出的更高的要求，碳酸钙的改性会向专用型、功能型及高附加值型转化。

卷烟纸是专供包卷烟草制作香烟的薄页型纸，定量为25g/m2~40g/m2，纸质洁白，紧密、柔软细腻，具有较高的纵向抗张强度和一定的透气性，透气度为30CU~70CU。 碳酸钙是生产卷烟纸的重要原料之一，其用量占卷烟纸质量的40-50%，在成品纸中含量为25%-30%，即卷烟纸三分之一是由碳酸钙组成。 1、碳酸钙在卷烟纸中的作用 碳酸钙的质量直接影响卷烟纸的抗张强度、不透明度、透气度、变异系数、燃烧速度等性能。 提高折光率，使烟丝不露色，这是卷烟的重要指标; 调节燃烧速度，保持卷烟燃烧而不熄火; 使卷烟纸的灰分能牢固的粘结在烟丝上，包灰好; 增加卷烟纸白度，提高卷烟纸透气性; 降低焦油含量，减少对人体有害物质; 可节约纤维原料，降低生产成本。 碳酸钙有重钙、轻钙之分，其粒径、颗粒形貌、沉降速度等性质又各不相同，那么，什么样的碳酸钙最适合卷烟纸呢?本文采用不同种类的碳酸钙在28g/m2、70CU卷烟纸产品上进行试用，其打浆工艺、灰分、各种助剂浓度、流量和纸机参数保持一致，然后进行综合对比分析，从而确定最适合的碳酸钙种类。 2、重钙与轻钙使用对比 重钙为江西生产，轻钙为广西生产，其检测指标对比如下： 通过上面对比重钙和轻钙的指标对比，其检测项目略有不同，但相同检测项目数据比较接近，所以可以进行对比使用。 将重钙和轻钙分别在纸机上进行试验，并取上网浆、白水和成纸进行分析检测，然后进行对比分析。 生产情况：使用重钙后与轻钙相比，网部脱水速度快，成纸匀度变差。 根据生产情况分析： 由于重钙粒径一致性差，导致透气度及其变异系数明显偏大; 由于重钙的晶型呈块状，与纤维间的结合力差，导致抗张强度偏低; 由于重钙粒径大，折光率低，导致纸页不透明度低; 由于重钙密度大、沉降速度快，导致网部脱水快，纸页匀度差; 由于上述原因导致成纸在灰分、定量接近的情况下，其各项物理指标，均未达到预期，同时对上网浓度、白水浓度、填料留着率和匀度指数等数据分析，与生产现象相一致。 小结：在生产卷烟纸时，轻质碳酸钙优于重钙。 3、轻钙不同晶型使用对比 生产情况：使用两种轻钙相比，网部没有明显变化，但纺锤状轻钙匀度较好。 根据生产情况分析：层状轻钙透气度及其变异系数低于球状轻钙;由于纺锤型轻钙与纤维间的结合力好于球状轻钙，所以其抗张强度略高; 由于纺锤型轻钙的晶型呈纺锤状，与纤维更容易发生交联，导致网部脱水变缓，纸页匀度好; 在成纸在灰分、定量接近的情况下，其各项物理指标接近，但纸页的透气度及其变异系数，球状轻钙明显偏高。 小结：在生产卷烟纸时，纺锤状轻质碳酸钙优于球状轻质碳酸钙。 4、轻钙粒径不同使用对比 使用同一厂家生产的轻钙，其晶型一致，均为纺锤状，但粒径不同的轻钙进行对比分析。 生产情况：使用两种不同粒径轻钙相比，网部没有明显变化，但粒径小轻钙匀度较好。 根据生产情况分析：粒径小轻钙透气度及其变异系数低于粒径大轻钙; 粒径小轻钙，折光率高，纸页不透明度高; 粒径小轻钙由于沉降速度慢、视比容大，导致网部脱水速度慢，成纸匀度好; 在成纸在灰分、定量接近的情况下，其各项物理指标接近，但纸页的透气度及其变异系数，粒径大轻钙明显偏高，同时不透明度偏低。 小结：在生产卷烟纸时，粒径小轻质碳酸钙优于粒径大轻质碳酸钙 。 5、综合对比 通过进行一系列的对比试验以及综合评价，适合在卷烟纸中使用的碳酸钙为纺锤状、小粒径轻钙，使用该种碳酸钙各项物理指标稳定，特别是卷烟纸的重点控制指标，透气度及其变异系数(%)效果最好，但粒径小的轻钙价格相对较高，所以卷烟纸生产厂家将根据成本、客户使用等情况，确定最适合种类的碳酸钙。

渣是制取聚氯乙烯(PVC)、气体时发生的工业废渣。渣中首要的物质为氢氧化钙，还含有少数的无机杂质，比方MgO、FeO和SiO2等，因为渣内含有少数的C、S、P等杂质使其呈现灰白色，并伴有浓郁的冲鼻滋味。渣中的颗粒十分的细小，粒径大约在10-15μm;渣的pH值大约能够到达12.5左右，呈现比较强的碱性。因而以渣为质料出产高需求量的超细活性碳酸钙，无疑是处理渣最好的途径。 1、渣的预处理 渣浆的预处理方法直接影响到CaCO3产品质量的好坏和渣的运用率。一般渣的预处理方法包含两种，105℃下枯燥和530℃下锻烧。挑选105℃下枯燥一方面能够除掉渣内的水分，另一方面能够使渣内的有机物和挥发性杂质分化，然后能够减小碳酸钙制品中杂质的含量。530℃下锻烧一方面是使渣内的氢氧化钙分化成氧化钙，另一方面使渣内的金属化合物转换成难溶物质。 试验标明，渣经105℃枯燥的作用最好。在这种预处理方法下所得Ca(OH)2回收率和碳酸钙白度最高。 2、渣的浸出 许多金属氢氧化物是不溶性阳离子物质，只需操控必定的碱性条件，可使系统中的金属阳离子有挑选性的沉积。依据溶度积原理，在浸取的进程中，pH操控在必定规模以内，就能够使Mg2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子先构成氢氧化物沉积，而Ca2+达不到Ca(OH)2的溶度积仍留在溶液中，过滤掉沉积即可得到不含镁、铁、锰杂质的精制Ca2+溶液。 (1)浸出 高传相等选用对渣进行杂质处理后得到球形超细CaCO3，所得碳酸钙纯度大于98%，白度大于97，均匀晶粒尺度为45nm，电镜均匀粒径约为80nm，比表面积约为32m2/g。乔叶刚等选用必定浓度的溶解渣，过滤除掉不溶性杂质，使CaCl2溶液得到净化。 (2)氯化铵浸出 卢忠远等将渣参加质量分数为J%、过量30%的NH4Cl的溶液中反响，CaCO3的回收率最高达99%，所组成的碳酸钙为针状文石型碳酸钙。 (3)甘酸浸出 袁可等选用甘酸水溶液将渣中的有用钙转变为可溶性的甘酸钙，经过碳化，组成出球形碳酸钙。其工艺与氯化钱工艺十分类似，但在氯化铵系统中，所制备的碳酸钙描摹为立方形，而在甘酸系统中，碳酸钙的描摹则为球形。两者描摹彻底不同，这或许是因为甘酸对碳酸钙的描摹有抑制作用。 3、碳酸钙的制备 (1)CO2碳化 吴琦文等以渣为质料，CO2为碳源，制备纳米碳酸钙。在其制备进程中，研讨质料的浓度、CO2气体的浓度、CO2气体的流速、反响温度、拌和速率以及添加剂的用量对碳酸钙产品粒径和晶型的影响，结果标明：质料的浓度、CO2浓度和流速对碳酸钙均匀粒径有稍微的影响，在必定的条件下可制备颗粒粒径为50nm、均匀晶粒尺度约30nm的方解石型纳米碳酸钙颗粒。 Jun-HwanBang等运用CO2微气泡发生器组成得到小尺度、高比表面积的碳酸钙，并研讨了Ca(OH)2浓度、电解质的量、CO2流量和注入方法对碳酸钙的尺度、比表面积的影响。结果标明：CO2流量的添加会减小碳酸钙粒子的尺度，或许的原因是CO2流量的添加使得剪切速率变大而且添加了CO2的涣散;运用MBG(微气泡发生器)注入CO2要比惯例的泡沫发生器制得的碳酸钙粒子更小。 (2)碳酸钠碳化 YuDong等运用微乳液作为组成途径，以碳酸钠为碳源，可控的得到不同描摹的碳酸钙。经过操控这些参数：表面活性剂的品种、陈化时刻以及W0(水与表面活性剂的摩尔比)得到了许多新颖的描摹，纳米棒、六角圆片以及类镜头像结构。碳酸钠和氯化钙量的添加会使得碳酸钙粒子形状不规则，到达必定量后不会构成微乳液。 Fang-zhiHuang等以碳酸钠为碳源，经过参加可溶性添加物的正向微乳液得到不同描摹的碳酸钙粒子。当在甘酸润饰的正向微乳液下，碳酸钙生成中空的微球粒子，然而在Mg2+润饰的正向微乳液下，得到了许多新颖的分层霞石碳酸钙晶体，比方轴型霞石碳酸钙、圆片霞石碳酸钙等等。这些不同晶相的特殊描摹碳酸钙或许是因为碳酸钙的前体(球形的或许片状的纳米粒子)在两层的模版下，自发拼装构成的，意味着咱们能够在两层模版下，经过仿生组成手法，组成得到具有特殊描摹和结构的无机或许有机一无机杂化材料。 (3)碳酸铵碳化 张宏等选用以下试验工艺条件：浸取液Ca2+浓度为0.85mol/L，(NH4)2CO3：CaCl2=0.95:1(物质的量比)，反响温度位15℃，组成得到碳酸钙的晶形为立方体，均匀粒径为50nm。试验进程发现，Ca2+浓度在1mol/L以下，跟着浓度的添加粒径线性下降，1mol/L以上则改变不明显;而且，Ca2+浓度在1mol/L以上，对渣中杂质的去除是十分晦气的。 闻琨等以渣为质料、氯化铵溶液为浸取剂、碳酸铵为碳化剂、柠檬酸为晶行操控剂，选用液相法制备了高纯度的纳米级碳酸钙。调查了钙浓度、柠檬酸的用量、碳化温度三种要素对碳酸钙晶型和粒径的影响，结果标明：钙浓度为0.6mol/L、柠檬酸与碳酸钙质量比为0.03、碳化温度为12℃为最佳工艺，所得碳酸钙粒径为40-60nm，为纯洁的方解石晶型。 4、渣碳酸钙在塑猜中的使用 聚  董卫龙等以渣为质料，或氯化铵为浸取剂提取渣内的Ca2+离子，并别离选用液相法和微乳法制备碳酸钙。选用微乳液法得到的超细活性碳酸钙与浙江菱化活性钙、纳米钙三种碳酸钙填充PP，力学功能结果标明：跟着碳酸钙含量的添加，力学功能都呈现了明显地下降，可是渣制备的碳酸钙填充PP的力学功能一直比浙江菱化活性钙、纳米钙填充PP的要高;流变功能显现渣制备的碳酸钙和浙江菱化活性钙填充PP后的熔体粘度整体比浙江菱化纳米钙填充PP的小。

碳酸钙是现在高聚物基复合材料中用量最大的无机填料。碳酸钙填料的首要长处是质料来历广泛、报价便宜、无毒性。据统计塑料制品工业中约70%的无机填料是碳酸钙，包含轻质或沉积碳酸钙(PCC)和重质或细磨碳酸钙(GCC)。        因为碳酸钙填料为无机粉体，与有机高分子的相容性差，直接增加到高分子材料中难以均匀涣散，还会影响材料的加工功用和力学功用，因而，一般在填充高分子材料之前要对其进行表面改性处理。现在表面改性已成为碳酸钙(包含轻质碳酸钙和重质碳酸钙)最重要和有必要的深加工技能之一，每年出产的各不同细度的活性碳酸体到达150万t以上。 1 表面改性办法        碳酸钙的表面改性办法首要是化学包覆，辅之以机械力化学；运用的表面改性剂包含硬脂酸(盐)，钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂等。表面改性工艺有干法和湿法两种。        硬脂酸(盐)是碳酸钙最常用的表面改性剂。其改性工艺能够选用干法，也能够选用湿法。一般湿法工艺要运用硬脂酸盐，如硬脂酸钠。图1所示为用硬脂酸干法处理碳酸钙的工艺流程：先将碳酸钙进行枯燥，除掉水份(假如碳酸钙的水份含量小于1%能够不进行枯燥)，然后参加计量装备好的硬脂酸在表面改性机中完结碳酸体的表面改性。选用SLG型粉体表面改性机和涡旋磨等接连式粉体表面设备时，物料和表面改性剂是接连同步给入的，硬脂酸能够直接以固体粉状增加，用量依粉体的粒度巨细或比表面积而定，一般为碳酸钙质量的0.8%～1.2%；在高速混合机、卧式桨叶混合机及其他可控温混合机中进行表面包覆改性时，一般为间歇操作，首要将计量和制造好的物料和硬脂酸一同参加改性机中，拌和混合15～60min即可出料包装，硬脂酸的用量为碳酸钙质量的0.8%～1.5%左右，反响温度控制在100℃左右。为了使硬脂酸更好地涣散和均匀地与碳酸钙粒子效果，也能够预先将硬脂酸用溶剂(如无水乙醇) 稀释。改性时也可适量参加其他助剂。        湿法改性是在水溶液中对碳酸钙进行表面改性处理。一般工艺进程是先将硬脂酸皂化，然后参加碳酸钙浆猜中，经过必定时刻的反响后，进行过滤和枯燥。碳酸钙在液相中的涣散比在气相中的涣散较为简单。别的，经过参加涣散剂，使其涣散效果更好，因而，在液相中碳酸钙颗粒与表面改性剂分子的效果更均匀。当碳酸钙颗粒吸附了硬脂酸盐后，表面能下降，即便经压滤、枯燥后构成二次粒子，其聚会结合力削弱，不会构成硬聚会，用较小的剪切力即可将其从头涣散。尽管常温下也可进行湿法表面改性，但反响时刻长，因而，一般都要加温进行表面改性，改性温度一般为50～100℃左右。        湿法表面改性一般用于轻质碳酸钙及湿法研磨的超细重质碳酸钙的表面改性。除了硬脂酸(盐)外，其他脂肪酸(酯)，如磷酸盐和磺酸盐等也可用于碳酸钙的表面改性。用一种特殊结构的酯(ADDP)对碳酸钙进行表面改性后，碳酸钙粒子表面疏水亲油，在油中的均匀聚会粒径减小，将改性的碳酸钙填充于PVC 塑料系统可明显改进塑料的加工功用和力学功用。据报道，混合运用硬脂酸和十二烷基磺酸钠对轻质碳酸钙进行表面处理，能够进步表面改性的效果。硬脂酸与十二烷基磺酸钠的份额为2∶1，用量分别为碳酸钙质量的2.5%～3%和1.25%～1.2%，反响温度90℃。        用脂肪酸(盐)改性处理后的活性碳酸钙首要使用于填充聚氯乙烯塑料、电缆材料、胶粘剂、油墨、涂料等。图2 所示为用钛酸酯偶联剂进行干法表面包覆改性的工艺流程。为了进步钛酸酯偶联剂与碳酸钙效果的均匀性，一般用慵懒溶剂，如液体白腊(白油)、、变压器油、无水乙醇等进行溶解和稀释。钛酸酯偶联剂用量依碳酸钙的粒度和比表面积而定，一般为0.5%～3.0%。碳酸钙的改性温度尽可能在偶联剂闪点以下，一般为100～120℃。        钛酸酯偶联剂和慵懒溶剂混合后以喷雾或滴加方式参加高速混合机中，这样能够更好地与碳酸钙颗粒涣散混合，进行表面化学包覆。如选用接连式的表面改性设备，如SLG接连式粉体表面改性机也能够不必溶剂预先对钛酸酯偶联剂进行稀释。        用钛酸酯偶联剂处理后的碳酸钙，与聚合物分子有较好的相容性。一同，因为钛酸酯偶联剂能在碳酸钙分子和聚合物分子之间构成分子架桥，增强了有机高聚物或树脂与碳酸钙之间的相互效果，可进步热塑料填充复合材料的力学功用，如冲击强度、拉伸强度、曲折强度以及伸长率等。用钛酸酯偶联剂表面包覆改性的碳酸钙和未处理的碳酸钙填料或硬脂酸(盐)处理的碳酸钙比较，各项功用均有明显进步。        铝酸酯偶联剂也已广泛使用于碳酸钙的表面处理和填充塑料制品，如PVC、PP、PE及填充母粒等制品的加工中。经二核铝酸酯处理后的轻质碳酸钙可使CaCO3/液体白腊混合系统的粘度明显下降，改性后的碳酸钙在有机介质中的涣散性杰出。此外，表面改性活化后的碳酸钙可明显进步CaCO3/PP(聚)共混系统的力学功用，如冲击强度，耐性等。表1 是用锆铝酸盐偶联剂处理重质碳酸钙(粒度2μm)后填充聚材料的力学功用。成果表明，填充材料的各项力学功用明显改进，尤其是冲击强度和伸长率。        关于同一种碳酸钙填料，运用不同的偶联剂进行表面改性处理，填充后的效果也会有所不同。表2是不同的偶联剂对碳酸钙进行表面改性，然后填充热固性聚酯后制品的测验成果。其配方为热固性聚酯30，碳酸钙70，偶联剂0.3。成果表明，钛酸酯偶联剂LICA09和LICA38的改性效果较好。        经偶联剂处理后的碳酸钙(包含轻质碳酸钙和重质碳酸钙)，除了用作硬质的聚氯乙烯的功用填料外，还广泛用作胶粘剂、油墨、涂料等的填料和颜料。选用聚合物对碳酸钙进行表面改性，能够改进碳酸钙在有机或无机相(系统)中的稳定性。这些聚合物包含低聚物、高聚物和水溶性高分子，如聚甲基酸甲酯(PMMA)、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚马来酸、聚酸、烷氧基乙烯—乙烯磺酸的共聚物、聚、聚乙烯等。        聚合物表面包覆改性碳酸钙的工艺可分为两种，一是先将聚合物单体吸附在碳酸钙表面，然后引发其聚合，然后在其表面构成聚合物包覆层；二是将聚合物溶解在恰当溶剂中，然后对碳酸钙进行表面改性，当聚合物逐步吸附在碳酸钙颗粒表面上时扫除溶剂构成包膜。这些聚合物定向吸附在碳酸钙颗粒表面，构成物理、化学吸附层，可阻挠碳酸钙粒子聚会，改进涣散性，使碳酸钙在使用中具有较好的涣散稳定性。       母料填料(Master Batch Pellet)是一种新式塑料填料。办法是按必定份额将填料和树脂母料混合，并增加一些表面活性剂，经过高剪切混合挤出，切粒而制成母粒填料。这种母料填料具有较好的涣散性，与树脂结合力强，熔融均匀，增加量高，机械磨损小，使用便利。因而，广泛使用于打包带、编织袋、聚乙烯中空制品(管材、容器等)、薄膜、聚烯经注射器。       依据基体树脂的不同，常用母料填料首要有无规聚碳酸钙母粒(APP母料)、聚乙烯蜡碳酸钙母粒和树脂碳酸钙母粒填料等几种。APP母料是以碳酸钙和无规聚为根本质料，以必定的份额制造，经过密炼、开炼、造粒出产。碳酸钙在和无规聚复合前须经表面活化处理。无规聚和活性碳酸钙的配比一般为1∶3～1∶10。为了改进无规聚的加工成型功用，一般成型时参加部分等规聚或部分聚乙烯。无规聚和活性碳酸钙的配比决议了碳酸钙粒子表面包覆厚度，然后终究影响APP母料的产品质量。        在APP母料这一系统中，碳酸钙粒子四周被无规聚包覆，即碳酸钙粒子均匀地涣散在无规聚基猜中。理论上，填充的碳酸钙越多越好，即设想厚度越小越好。但实践厚度取决于工艺设备及操作条件。        选用缩合磷酸(即偏磷酸或焦磷酸)对碳酸体进行表面改性，可战胜碳酸体耐酸性差、表面pH值高级缺陷。改性后产品的pH值为5.0～8.0(较表面处理前下降1.0～5.0)，难溶于醋酸等弱酸中，耐酸性较好。别的，在碳酸钙碳化进程中参加硫酸锌和水玻璃进行表面改性，所得产品使用于丁橡胶时，可改进其开裂伸长率和撕裂强度。        使用超细粉碎进程的机械力化学效果也可对碳酸体进行表面改性。碳酸钙在超细粉碎进程中，因为机械力的效果，一方面粒度变细，与此一同，一部分机械能积聚在颗粒内部，引起表面结构和性质的改变，使碳酸钙表面与表面改性剂的效果活性增加。因而在超细粉碎进程中增加表面改性剂和助剂可在超细粉碎进程中一同完结碳酸钙的表面化学包覆改性。图3 所示是重质碳酸钙湿式超细研磨改性出产工艺。原矿经调浆池调浆后泵入储浆槽，供两台磨机湿法研磨，在第三台磨机的进料处设置主动加药机，将小分子量偶联剂参加矿浆，供第三台磨机研磨并改性，然后将经开始改性的矿浆泵入湿法改性机中，一同参加大分子量偶联剂，继续进行表面改性。在拌和砂磨机中经小分子量偶联剂开始改性的矿浆，与经过计量泵定量参加的大分子量偶联剂一同，经螺杆泵泵入湿法改性机内。在机内矿浆和偶联剂受动棒高速拌和和固定棒的激烈阻力，发生摩擦力和剪切力，然后到达均匀高效改性。一同因为矿浆受激烈拌和发生很多热能，机内矿浆温度达72～75℃，因而不需要辅佐加热设备。表面改性后的浆料选用具有涣散效果的旋转闪蒸枯燥机进行枯燥。表面改性剂可选用脂肪酸(盐)和水溶性偶联剂。表3是湿式超细研磨改性的活性重质碳酸钙与干法改性的超细活性重质碳酸钙产品的首要质量指标。

碳酸钙(CaCO3)是一种重要的、用处广泛的无机盐，依据加工办法的不同一般分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。重质碳酸钙又称研磨碳酸钙，简称重钙，是以天然方解石、石灰石、白云石、白垩、贝壳等为质料经过物理办法加工制得;轻质碳酸钙又称沉积碳酸钙，简称轻钙，是用化学办法加工制得。 现在粉末涂料用的填料首要是硫酸，包含沉积硫酸和重晶石粉(超细硫酸)，跟着欧盟和美国将硫酸中的列为重金属之后，硫酸在一些出口产品中的运用受到了约束，且硫酸报价较碳酸钙高，而碳酸钙是一种既廉价又不含重金属元素的白色填料，跟着出产工艺的前进，碳酸钙出现出向功用化和超细化开展的趋势，其功能现已能够到达粉末涂料的要求，运用于粉末涂料中可下降本钱。 湿法研磨超细重质碳酸钙深加工产品，比较于传统工艺出产的普通重质碳酸钙和化学沉积法出产的轻质碳酸钙来说，其具有细度更细、比表面积更大、化学稳定性更高级一系列长处。本试验挑选干湿法研磨超细重质碳酸钙、轻质纳米碳酸钙运用于粉末涂料中，并比照了其功能。 1.重钙出产工艺 重质碳酸钙的出产办法首要有干法和湿法两种，干法一般出产2500目以下的重钙，若出产2500目以上的超细重钙在技能上是可行的，可是能耗高和本钱较高，在经济上不可行。2500目以上的超细重质碳酸钙的出产首要选用湿法研磨，而干法研磨则作为湿法研磨的前段工序。 1.1 干法工艺 干法出产重钙是现在国内较遍及的办法，技能也较老练，选用一般研磨与分级设备组成的加工设备体系就能得到各粒度的产品。首要选用的设备有雷蒙磨、环辊磨、球磨机、高压辊磨机、立式拌和研磨机、气流磨等;分级设备首要选用叶轮式超细分级机。干法出产工艺具有设备出资少、技能老练、工艺简略、能耗低、单机产值较高级特色，惯例干法出产重钙工艺如图1所示。1.2 湿法工艺 跟侧重钙加工越来越朝着微细化方向开展，传统的干法出产工艺不管从设备自身仍是经济效益方面都无法满足要求，然后湿法研磨工艺应运而生。湿法研磨与干法研磨的最大差异在于分散介质的不同，干法以空气作为分散介质，而湿法研磨则以水作为分散介质，再配以研磨助剂，使颗粒的分散性更好，研磨功率更高，粒度更细。一般湿法研磨工艺如图2所示，原矿经洗选后两段破碎至400目左右，干法研磨、分级后配制成必定浓度的浆液，参加研磨助剂，给入立式研磨机，以氧化锆珠作为研磨介质，经过调整研磨机各项参数操控出料细度，物料经磨细后以浆料办法排出，经枯燥除尘后搜集装袋。2.湿法超细重钙的特性 因为湿法研磨重钙的出产工艺和研磨环境与干法研磨重钙以及轻钙彻底不同，其产品的物理功能也存在着显着的差异。 2.1 湿法与干法重钙特性比较 (1)粒度。湿法研磨的超细重钙粒度细，首要出产3000目以上的产品，粒径 (2)粒径散布。湿法出产的重钙粒径散布窄，呈单峰或双峰形状散布;而干法出产的重钙粒度散布较宽，成双峰或多峰形状散布。 (3)颗粒形状。因为颗粒在研磨时研磨环境和受力办法的不同，湿法研磨重钙产品颗粒一般出现为球形或许类球形，而干法产品多为不定形，且有显着棱角。 表1和图3是分别为湿法研磨超细重钙的粒径规模和粒径散布图。从图3能够看出，湿法研磨超细重钙的粒径呈双峰散布，分别在 0.75～0.82 μm 和1.58～1.74 μm 出现了峰值，并且重钙粒径大部分都处于2 μm之下，归于微米级材料。2.2湿法超细重钙与轻钙特性比较 (1)轻钙由化学沉积法制得，粒径小，颗粒一般呈纺锤形或链形，吸油值比重钙要高，即便经表面处理的轻钙吸油值也比普通湿法重钙要高，这就导致轻钙作为填料时助剂的用量有可能会添加。 (2)湿法重钙的运用范畴相对于轻钙更广，在某些范畴(比方塑料)，因为湿法超细重钙的流动性好于轻钙，其添加量要比轻钙大。 (3)湿法重钙因为选用的是物理办法加工出产的碳酸钙，在产品出产的过程中只参加了水，没有任何杂质和化学物质的影响，产品的化学稳定性较高;轻质碳酸钙选用化学合成的办法出产，在碳化反响的过程中简单发生过饱和反响，简单形成产品表面的游离酸碱值不稳定，一起产品中简单带入煤灰等杂质。 3.湿法超细重钙在粉末涂料中的运用 在粉末涂料的出产中，出于本钱的考虑，一般会在配方规划中添加一些填料以下降本钱。粉末涂料中常用的填料为硫酸，但天然硫酸矿床(重晶石)遍及含有必定量的重金属元素，在出产过程中很难将其分离出来，且元素自身现已被欧盟和美国界说为重金属元素，这些要素都影响了硫酸在粉末涂料中的运用。而重质碳酸钙是由天然方解石、白云石等矿石直接加工制得，不含重金属元素，且碳酸钙原矿资源丰富，报价低廉。因而，已被广泛运用于粉末涂料中。 3.1 碳酸钙在粉末涂料中的效果 碳酸钙在粉末涂料中起骨架效果，添加漆膜厚度，进步涂层的耐磨性和耐久性。可下降涂料的本钱，进步粉末涂料的上粉率和喷涂面积，别的它不含重金属，是不含重金属类粉末涂料的首选填料。 3.2 试验部分 3.2.1 原材料及配方 为充沛验证不同细度湿法重钙在粉末涂料中的运用功能，咱们挑选干/湿法重钙、轻质碳酸钙等填料与其进行比照性试验，质料及试验配方见表2。3.2.2不同填料的物理功能测验成果 按HG/T3249.2-2008 《涂料工业用重质碳酸钙》标准测验了 CC-2500、CC-3000、CC-6000，按HG/T2226-2010《普通工业沉积碳酸钙》标准测验了轻质纳米碳酸钙，测验成果如表3所示。其间CC-2500为选用干法研磨出产的 2 500 目产品;CC-3000 和CC-6000为选用湿法研磨出产的产品;轻质纳米碳酸钙为国内某大型轻钙出产厂商的产品。 从表3的成果能够看出，CC-6000产品的细度最细，其比表面积也最大，因为越细的粉体更简单将每一个粒子的效应更好地发挥出来，然后具有更高的透光性和力学功能，因为CC-6000为湿法研磨的超细碳酸钙，其粒子的形状均匀规矩，运用于粉末涂料中应具有更高的光泽。3.2.3 不同填料运用于粉末涂料中的功能测验 按表1的试验配方添加不同的填料制备成粉末涂料，测验成果见表4。由表4的成果能够看出，湿法碳酸钙运用于粉末涂料中时，跟着细度的添加，其光泽出现上升的趋势;而轻质纳米碳酸钙因为其吸油量较大，因而不适用于高光产品中;且其耐冲击功能不如湿法碳酸钙。 4.结语   湿法研磨超细重质碳酸钙因为其粒径小、粒子描摹均匀规矩，为球形或近似球形，能够广泛运用于涂料、塑料、橡胶、油墨等职业中;运用于粉末涂料时，湿法研磨超细重质碳酸钙可制备高光粉末涂料，其归纳功能优于轻质碳酸钙，在一些约束重金属含量的运用范畴，可用碳酸钙替代硫酸运用，其首要运用于室内家电、婴儿玩具等范畴的涂装。

导读  ID:bjyyxtech   化学助剂具有进步出产功率、削减原材料耗费、改进产品和半成品质量、操控和平缓出产中可能发生的妨碍、赋予产品某些特殊功用的有点，在化工产品的出产运用进程中发挥着十分重要的效果。在碳酸钙产品的出产中，化学主句运用十分遍及，在进步钙产品的出产功率、附加值、节能降耗等方面发挥着巨大的效果。恰当的运用化学助剂，对厂商经济效益的进步协助很大。         碳酸钙产品出产中常用的助剂首要有以下四类：增白剂，用于进步产品白度；晶型操控剂，用于出产特定晶型的产品；分散剂，用于避免碳酸钙粒子聚会影响下流产品的运用；改性剂，用于对碳酸钙粒子进行表面改性，进步其在下流产品中的相容性。   增白剂        碳酸钙产品的白度遭到其间杂质的影响而下降，其间首要影响白度的是金属离子。这些离子本身的色彩都是深色，然后下降了产品的白度。早些年日本专利采用在碱性截止顶用二钠或锌、四氢环、钠、亚、二氧化或吊等对碳酸钙中的杂质离子进行复原漂白，可是存在潜在的致癌效果，现已不再运用。经其他物质漂白后的碳酸钙产品因为没有完全去除杂质离子，还存在贱价金属离子，不只增白不完全，并且在运用后的下流产品中极易呈现氧化反色现象，在必定程度上约束了碳酸钙的运用。还有一些经过增加光亮剂来改动产品对特定波长光的吸收能力来进步产品的白度，可是也存在氧化反色的现象。       现在，最新的增白工艺是河北工业大学开宣布的络合增白工艺，经过独立研制的络合增白剂，将发色的高价金属离子从碳酸钙中除掉，使其留在滤液中，从根本上进步了碳酸钙产品的白度。   晶型操控剂        碳酸钙属多型晶体，据文献报导，现在现已成功制备的有立方体型、纺锤体型、板状、针状、球形、玫瑰型等多种晶型。不必的晶型决议了碳酸钙不同的附加值和运用领域，例如：出产油墨需求立方形或球形碳酸钙，橡胶职业需求针状或链状碳酸钙，陶瓷职业要求高纯、微细球形碳酸钙。高级的纳米球形碳酸钙用于轿车底漆每吨价格可达3000-5000元。       晶型操控剂以本身电性、偶极矩等性质的不同来改动碳酸钙结晶时分子的摆放办法，完成对不同晶体形状的操控，实践的出产进程中能够经过参加晶型操控剂来出产预期晶型的产品。       立方形碳酸钙具有安稳的几许结构，在功用材料中补强效果显着。国内外很多文献报导运用Al2（SO4）3、ZnSO4、硫酸、、碳酸氢钠、氯化钠、丙二醇等作为晶型操控剂能够出产纳米立方形碳酸钙。日本白石工业株式会社以硫酸盐为晶型操控剂，与Ca(OH)2悬浊液混合均匀后参加碳化反响器，间歇碳化法制备了均匀粒径为45nm的立方形纳米碳酸钙。可是，经过很多的出产实践标明，恰当的操控出产工艺条件，不必参加任何晶型操控剂也能够出产出立方形碳酸钙。       球形碳酸钙首要运用与橡胶、造纸、油墨、塑猜中，一般由钙盐与碳酸盐在浓碱性溶液中经低温反响制备。首要的晶型操控剂为镁盐、钾盐和钠。使用碳化法制备球形纳米碳酸钙的办法为：在低于40℃的温度中，向Ca(OH)2悬浮液中参加，再通入CO2进行碳化反映，能够制得球形碳酸钙；对含醇的石灰乳液顶用CO2碳化，能够制得粒子尺度散布均匀的球形碳酸钙。用硅酸钠为晶型操控剂，经过石灰乳化工业能够制备颗粒尺度40-50nm的球形碳酸体。作者：盛晨军  何豫基  河北工业大学钙镁开发中心

本标准适用于纳米碳酸体材料。该产品首要用于橡胶、塑料、密封胶、胶黏剂、涂料和油墨等。 纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新式超细固体粉末材料，其粒度介于0.01~0.1μm之间。因为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度效应、小尺度效应、表面效应和微观量子效应。 分子式：CaCO3 相对分子质量：100.09(按2007年世界相对原子质量) 外观：白色粉末 晶型：方解石、文石、球霰石、非晶态 描摹：立方形、近球形、纺锤形、棒形、链状、针状 纳米碳酸钙的要求 表1 要求橡胶、塑料用纳米碳酸钙 表2 橡胶、塑料用纳米碳酸钙引荐目标密封胶、胶黏剂用纳米碳酸钙 表3 密封胶、胶黏剂用纳米碳酸钙引荐目标胶印油墨用纳米碳酸钙 表4 胶印油墨用纳米碳酸钙引荐目标涂料用纳米碳酸钙 表5 涂料用纳米碳酸钙荐目标

室温硫化硅橡胶现在已广泛用作粘合剂、密封剂、灌封和制模材料，在各行各业中都有它的用处。其间补强填料对RTV硅橡胶的流变功能、力学功能有十分重要的影响。而纳米碳酸钙具有报价低廉，功能优异，填充量大，无毒无味等特色，可广泛用作RTV硅橡胶的补强填料。 纳米碳酸钙直接用于硅橡胶中存在两个缺点：一是纳米碳酸钙的比表面积大，分子间力、静电效果、氢键等引起碳酸体的聚会，再加上纳米碳酸钙为亲水性无机化合物，与有机聚硅氧烷亲和性差，易构成粉体聚集体，构成纳米碳酸钙在系统中涣散不均匀。二是纳米碳酸钙吸油值很高，对硅橡胶系统增稠效果显著，且触变性差，影响硅橡胶的施工功能。因而，有必要依据RTV硅橡胶的特色和要求，对纳米碳酸钙进行表面改性，可解决普通纳米碳酸钙引起的系统易流动、挤出性差、强度低一级缺点。 纳米碳酸钙的改性技能 纳米碳酸钙的改性首要选用湿法改性，详细是在纳米碳酸钙浆液中参加涣散剂和表面活性剂，经过工艺操控纳米碳酸钙粒径以及表面活化率，最终经过脱水、枯燥、损坏和分级后即得改性的纳米碳酸钙。 现在，运用最多，效果最好的表面活性剂首要是脂肪酸类的有机化合物。这类化合物分子的一端为羧基、醚基等极性基团，能够与碳酸钙粒子表面发作物理化学吸附或化学反响，构成安定的桥联结构;其分子的另一端为长链烷基，结构与聚合物分子类似，因而与有机高聚物有杰出的相容性。纳米碳酸钙经表面改性后，可大起伏增强纳米碳酸钙粒子和有机高聚物的界面结合力，并且有效地下降纳米碳酸钙的吸油值，下降纳米碳酸钙/有机高聚物系统粘度，改善涣散性和进步添加量。 纳米碳酸钙对RTV硅橡胶流变功能影响 在实践运用中，不只要求RTV硅橡胶粘结强度高，弹性好，并且需求施工功能好，能满意精密表面或凹槽、歪斜或垂直面施工要求，故胶黏剂应不流动，即具有触变性。流体触变性是指流体在外力效果下，微观上网状结构随剪切时刻发作改动，微观上表现出剪切变稀的现象。现在，各种触变性的机理还缺少一致的解说，国内外学者对其仍处于研讨阶段，但纳米碳酸钙能进步RTV硅橡胶的触变性是不争的现实。 清选用复合改性剂对纳米碳酸钙进行湿法改性，成果表明，选用复合改性剂比选用硬脂酸改性剂所得到的纳米碳酸粒径更小，散布更均一。而用复合改性剂改性的纳米碳酸钙制备的硅橡胶稠度为8.6，低于用硬脂酸钠改性的纳米碳酸钙制备的硅橡胶的稠度，稠度目标能够开始地反响硅橡胶的触变功能，稠度低，挤出性又杰出的硅橡胶阐明其触变功能越好。 陈利堂选用不同含量的脂肪酸复合处理的纳米碳酸钙填充于硅酮密封胶，纳米碳酸钙含量一定下，跟着纳米碳酸钙表面处理剂的添加，制品胶挤出性显着变好。从试验成果看出，表面处理剂的用量在3 %~4 %时，纳米碳酸钙的功能较好。 刘亚雄经过研讨不同粒径，不同改性剂处理的纳米碳酸钙填充硅橡胶，成果表明：纳米碳酸钙的比表面越大，其均匀粒径越小，粒子之间的彼此效果越大，反映胶料粘度增大，触变指数不断增大，挤出量变小。经过有机处理的碳酸钙表面的碳氢链可与邻近的碳氢链、硅氧烷链彼此效果，构成安稳空间网状结构。在施加剪切力的效果下，这种网状结构损坏，表现出粘度下降，简单挤出，呈现正触变性。当剪切力中止时，这种网状的空间结构又经过范得华力和碳氢链的从头缠结而构成，表现出杰出的抗流挂性。归纳硅橡胶的流变特性，选用月桂酸和硬脂酸复配，操控纳米碳酸钙的比表面是22~30 m2/g 时较好。 纳米碳酸钙对 RTV 硅橡胶力学功能影响 未补强的RTV硅橡胶强度低，伸长率差，无法满意许多运用场合对材料力学功能的需求。纳米碳酸钙在RTV硅橡胶中的增强机理与纳米粒子在聚合物中的增强机理类似，未补强的RTV硅橡胶的拉伸强度约0.35MPa，经过用纳米碳酸钙补强后，RTV硅橡胶的强度可达1~2MPa，经过纳米碳酸钙填充对RTV硅橡胶补强，硅橡胶中存在着聚硅氧烷分子之间、填料之间以及聚硅氧烷分子与填料之间的多种化学和物理彼此效果，使得硅橡胶功能有较大的进步。 彭娅依据所获的试验成果得知，纳米碳酸钙首要与室温硫化硅橡胶的彼此效果以物理吸附为主，差异于气相二氧化硅和硅橡胶分钟构成氢键为主的化学效果。并提出了纳米碳酸钙补强机理——纳米粒子的物理吸附效应：当填充纳米粒子到达满意量时，使得填充胶料的粘度大大添加，在剪切效果下有利于纳米粒子聚会体的彼此效果点增多，交联密度增大，然后进步了室温硫化硅橡胶的力学功能，表现了纳米碳酸钙的补强特性。 刘飞等人用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度散布仪分析了纳米活性碳酸钙的相组成及粒子结构、描摹、粒径散布;研讨了几种一次粒径附近、不同二次粒径的纳米活性碳酸钙对脱酮肟型单组分室温硫化有机硅密封胶力学功能的影响。成果表明，一次粒径小的碳酸钙，经表面处理后的二次粒径不一定小，二次粒径比一次粒径对RTV有机硅密封胶的力学功能影响更大;跟着二次粒径的减小(而非一次粒径的减小)，RTV有机硅密封胶的拉伸强度、开裂伸长率和硬度都呈添加趋势。 吕国章将硬脂酸彻底皂化然后参加椰子油拌和均匀，所得的混合液作为纳米碳酸钙的改性剂，纳米CaCO3粒径为60~80nm，产品运用于硅酮密封胶补强，其强度可达1.40~1.55 Mpa，具有优异的外观性和补强性。 罗穗莲等人选用克己的超细碳酸钙悬浊液，在碳酸钙表面包覆二氧化硅，然后运用有机硅烷偶联剂对CaCO3/SiO2复合粒子进行表面疏水处理，然后将偶联剂改性后的碳酸钙复合粒子运用于单组分室温硫化硅橡胶中，成果表明，改性后的碳酸钙复合粒子在像胶中较均匀涣散，碳酸钙复合粒子填充的RTV硅橡胶拉伸强度是填充脂肪酸处理的碳酸钙2倍多，碳酸钙复合粒子具有较好的补强用。 总结  纳米碳酸钙产品在RTV硅橡胶的运用现已十分广泛和成熟，跟着硅橡胶职业产品的更新换代，对纳米碳酸钙产品也提出了越来越高的要求。一个好的纳米碳酸钙产品，除了有必要质量安稳，各项目标动摇小，还需求在功能上，具有高补强，易涣散，低增稠，高触变等特色。现在，国内RTV硅橡胶用纳米碳酸钙在许多功能和目标上都根本满意RTV硅橡胶在绝大多数运用场合的需求，但种类较单一，无法满意特殊要求场合的需求，如超高补强、高流动性的RTV硅橡胶。因而，应结合RTV硅橡胶的运用特性及运用要求，改善纳米碳酸钙出产及改性技能，开宣布习惯特殊要求的RTV硅橡胶专用纳米碳酸钙，满意商场的需求。

导读ID:bjyyxtech纳米碳酸钙是上世纪80时代发展起来的一种新式功能性材料，其粒径介于1～100 nm，因为其粒子晶体结构和表面电子结构发作很大的改动，产生了普通碳酸钙所不具备的体积效应、表面效应、量子尺度效应和微观量子地道效应。 纳米技能是20 世纪80 时代末延生并兴起的高科技，它的根本寓意是指在纳米尺度范围内研讨物质的组成，通过直接操作和组织原子、分子而创造新物质。已被许多国家列为世界性、先导性高技能，运用它来进步塑料、橡胶、造纸等传统产业，可带来巨大的经济和社会价值。纳米技能在我国尚处于起步阶段，可以产业化的只要为数不多的几个种类，纳米碳酸钙是其间最有代表性的种类之一。纳米碳酸钙是上世纪80时代发展起来的一种新式功能性材料，其粒径介于1～100 nm，因为其粒子晶体结构和表面电子结构发作很大的改动，产生了普通碳酸钙所不具备的体积效应、表面效应、量子尺度效应和微观量子地道效应。与普通产品比较，纳米碳酸钙在补强性、透明性、涣散性、触变性等方面都显示出显着的优势，与其他材料微观之间的结合，状况也会发作改动，然后引起微观功能的改动，是现在可以到达工业化出产和广泛运用的纳米填充材料之一，广泛运用于橡胶、塑料、造纸、油墨、胶粘剂、造纸等工业范畴，市场前景非常宽广。1 纳米碳酸钙的制备工艺 纳米粉体材料的制备有固相法、液相法和气相法，纳米碳酸钙首要选用液相法组成。液相法是现在试验室和工业上最为广泛选用的组成纳米粉体的办法，它是使溶液通过加水分化或粒子反响生成沉积物，依据组成机理的不同又可分为三种反响体系，实践出产中大多选用Ca2+-H2O-CO32-反响体系，其反响液相中存在着Ca(OH)2固体颗粒，反响较杂乱，因而对该反响体系的机理研讨较少。Juvekar和Sharma研讨了Ca(OH)2悬浊液吸收CO2的碳化反响进程，成果标明，反响首要在气液膜中进行。诸葛兰剑曾通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRS)检测研讨了CaCO3结晶进程。Yamada H等运用pH计和电导率仪盯梢反响进程，研讨了质量分数为0.5 %～3.5 %Ca(OH)2悬浊液 在15 ℃时的结晶进程。工业出产运用的Ca(OH)2悬浊液质量分数一般较高，但国外研讨的大多是低浓度(≤4 %)Ca(OH)2悬浮液，不适用于工业化运用。与普通轻质碳酸钙比较，纳米碳酸钙的制备工艺进程差不多，关键是怎么操控产品的晶型和获得较窄且均匀的粒度散布。纳米碳酸钙传统制备办法首要有间歇式碳化法、喷雾碳化法、超重力反响结晶法等，此外还有许多没有大规模工业化的办法，如微乳液法、膜涣散微结构反响器法、超声空化法等，成为国内外研讨的热门。1.1 复分化法 该法通过选用水溶性钙盐(如氯化钙等)与水溶性碳酸盐(如碳酸铵或碳酸钠等)，在恰当的工艺条件下进行反响，通过液-固相反响进程制得纳米级碳酸钙产品。Yue[研讨了在PS-b-PAA溶液中组成球形碳酸钙粒子，并联用热重法和红外光谱法分析了产品的热力学特征，并指出了最佳工艺条件。Lysikov等研讨用乙醇(95 w%)做溶剂，用NH4HCO3和Ca(NO3)2反响制得了粒径为7～10 μm的立方体和球形粒子。国内许多院校学者在这方面也做了许多研讨工作，获得了必定发展。此法所得产品纯度高、白度好，但因为吸附在碳酸钙中的很多氯离子很难除尽，出产中运用的倾析法往往需求很多的时刻和耗费很多的洗刷用水，故现在国内外很少选用。1.2 间歇式碳化法 按CO2和Ca(OH)2触摸办法的不同，它又可分为间歇鼓泡式碳化法和间歇拌和式碳化法两种，国外研讨Ca(OH)2悬浮液吸收CO2的碳化反响进程，大多是低浓度Ca(OH)2悬浮液(≤4 %)，不适用于工业化运用。间歇鼓泡式碳化法是国内外较常用的出产办法，其工艺特点是：由塔底通入的CO2窑气，被涣散成气泡与精制石灰乳(5～8°Bé、25 ℃)进行碳化反响，通过改动操作条件、增加不同的晶型操控剂等操控产品的晶型和粒径。陈先勇等选用间歇鼓泡碳化法，参加少数复合增加剂PBTCA和CTAB，制得了散布均匀、涣散性好、均匀粒径为40 nm的球形纳米碳酸钙粒子。姜鲁华、张瑞社等选用鼓泡碳化法，以无机酸为增加剂，通过优化碳化条件，制备了粒径小(均匀20 nm)涣散比较均匀的针状和链状纳米碳酸钙。此法气-液触摸时刻长，易于操控晶型，但归于间歇出产。间歇式拌和碳化法与间歇鼓泡式碳化法最大的差异就是参加了拌和设备，首要特点是通过拌和打碎CO2气泡，进步气体涣散度，增大气液触摸面积来加速反响进程。向兰等选用鼓泡碳化法调查了两种布气办法及增加剂在碳化进程中的效果，探究制备粒径0.1 μm左右的超细球形碳酸钙的工艺条件；赵春霞等选用克己自吸式反响器，选用拌和碳化法，通过参加晶形操控剂，操控增加剂的用量和参加时刻等条件制成了片状纳米碳酸钙。1.3 接连喷雾碳化法 常温接连喷雾碳化法是河北科技大学胡庆福教授于20世纪80时代中期创造并推广运用的。一般选用三级串联碳化工艺，氢氧化钙悬浮液浓度为0.1 %～10 %(质量)、温度为1～30 ℃、必定液滴直径及必定的空塔速度，可制得小于0.1 μm的立方形碳酸钙。该办法出产纳米碳酸钙效率高，经济效益较好，并能完成自动化大规模出产，不足之处是设备出资较大。该法以液体作为涣散剂进行气液传质反响，大大增加了气液触摸面积，在反响初期易构成很多晶核。可在常温下出产纳米碳酸钙，打破了传统的“低温鼓泡式”碳化形式。该工艺的喷雾碳化与后续工序的喷雾干燥合称“双喷工艺”。河北科技大学化工规划研讨所选用该工艺制作出了塑料专用型和橡胶专用型活性纳米碳酸钙产品，功能优秀，并在湖南资江氮肥厂建立了年产3 kt的出产线，运转杰出。1.4 超重力反响结晶法 超重力技能(HIGEE技能)率先由Ramshaw和Fowler作为旋转填充床用于物质别离进程。1995年，北京化工大学教育部超重力工程研讨中心成功将超重力技能运用到纳米粉体制备中，提出了超重力反响结晶法(简称超重力法)组成纳米级碳酸钙新办法，获得重大突破。王玉红等研讨了以Ca(OH)2悬浊液和CO2气体在超重力反响器(旋转填充床反响器)中进行碳化反响制备立方形纳米碳酸钙，试验研讨了超重力加速度，Ca(OH)2初始浓度等操作条件对产品粒度及其散布的影响，制得粒径为15～40 nm、散布较窄的纳米CaCO3，碳化反响时刻较传统办法缩短约4～10倍，朱开通等通过试验断定了超重力反响法制备纳米碳酸钙粒子的最佳反响时刻，对工艺条件的挑选具有较大影响。该中心选用该技能成功制备出均匀粒径为17.5～21.5 nm的碳酸体，并把握了工艺扩大关键技能，成功完成工业化出产。2000年12月，广东广平化工实业有限公司建成了世界首条年产3 kt的超重力法纳米碳酸钙工业化出产线。别的还有内蒙古蒙西高新材料股份公司、山东隆重科技股份有限公司、安徽巢东纳米材料科技股份有限公司运用该技能建造的工业化出产设备也已顺畅投产。1.5 超声空化法 Gatumel等为了操控结晶的性质，研讨了超声波对沉积的影响，发现超声波能使硫酸沉积的均匀粒径大大减小，粒径散布更窄，他指出超声波能加大成核的速率并改动颗粒的形状。Virone研讨了超声空化现象对结晶成核的诱导效果，通过比照试验得出空化气泡的崩塌压与晶核构成速度有关。Castro研讨了超声波对结晶进程的影响，试验标明：超声波可以明显下降结晶进程的诱导期、过饱和度和亚安稳区的宽度。Mateescu等选用液-液反响体系，在低温条件下运用超声波，制得了纯度高、粒径散布均一的棒状纳米碳酸钙粒子。李根福等申请了超声空化法出产纳米碳酸钙的专利，通过出产进程中三次超声空化处理，得到粒径20～100 nm的产品，制备时刻比单一化学法缩短5～30倍，出产成本低，效率高。Sonawane研讨了声化学碳化法制备纳米碳酸钙晶体，得出了CO2的微观高效混合新办法。韩峰等研讨标明：经超声波照耀制备的碳酸钙，其粒径减少了50 %～80 %，最小可到达20 nm，而且粒径更均匀，晶形更规矩，涣散性更好；而且产品粒径随石灰乳液浓度下降而减小。赵春霞等对超声空化法制备纳米级碳酸钙中运用及组成进程的影响研讨，也获得满足成果。该工艺选用的超声波仪市场上有售，简略易得，无须规划，处理了单一的化学法存在的相间的传质速度较慢等缺点。与单一的化学法出产纳米碳酸钙比较，具有工艺立异，规划新颖，操作便利，产品功能安稳，制备时刻比单一的化学法缩短一倍，出产成本低，效率高，便于电脑自动操控，是大规模工业化出产纳米碳酸钙产品的抱负加工技能。

重质碳酸钙是由天然碳酸盐矿藏粉磨而成，在破碎与粉磨过程中暴露出不饱和质点，使其颗粒表面亲水疏油，很难在有机高分子基质中均匀涣散，而表面改性是前进重质碳酸钙运用功用、前进适用性、拓宽商场和用量所有必要的重要手法，其意图是： (1)下降重质碳酸钙的表面能，避免聚会; (2)前进重质碳酸钙在基体中的; (3)增强重质碳酸钙表面与基体的界面亲和性; (4)前进改性重质碳酸钙的专用性和功用性。 为了使改性重质碳酸钙的填充作用到达最佳，有必要要考虑其运用范畴、加工办法、共混目标，对不同的基体和运用范畴有针对性地挑选适宜的改性剂和改性办法。 01 重质碳酸钙表面化学改性 表面化学改性是运用改性剂分子中的官能团和重质碳酸体表面的活性点进行化学反响或化学吸附，使改性剂包覆在重质碳酸钙颗粒的表面，增强重质碳酸钙与填充有机基体的相容性和涣散性，然后改进复合材料的加工功用和物理力学功用 碳酸钙的表面改性办法首要是化学包覆，辅之以机械力化学;运用的表面改性剂包含硬脂酸(盐)、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂以及无规聚、聚乙烯蜡等。 (1)偶联剂改性 偶联剂是结构化合物，可分为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂等，其改性机理均是：重质碳酸钙表面的活性羟基与偶联剂分子一端的短烷氧基链发作替代反响，构成Z-O-Ca化学键，而偶联剂分子另一端的亲非极性的长烷基链与树脂等有机基体发作机械环绕或许某种化学反响，然后把极性较大的重质碳酸钙与非极性的有机高分子紧密结合在一起，即把两亲性的偶联剂作为一个中间前言，前进重质碳酸钙在树脂等有机基体中的相容性和涣散性。偶联剂改性碳酸钙原理 ①硅烷偶联剂 硅烷偶联剂是开发最早、运用最广的一类偶联剂，关于一般的硅烷偶联剂，因羟基数过少，和重质碳酸钙表面难发作乃至不发作偶联反响，只有当树脂与硅烷偶联剂有类似的基团才干起到改性作用。 对重质碳酸钙表面处理较为有用的硅烷偶联剂是一种多组分的硅烷偶联剂，但此类硅烷偶联剂报价昂贵，运用杂乱，给工业出产带来必定的费事，因而关于重质碳酸钙的改性很少运用硅烷偶联剂。 ②钛酸酯偶联剂 钛酸酯偶联剂首要分为单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸酯型、配位型和螯合型。其间单烷氧基型适宜于不含游离水、只含化学键合水或物理键合水的枯燥填充剂体系，而其他三类钛酸酯偶联剂对体系含水量无要求。 运用钛酸酯偶联剂改性的重质碳酸钙运用在橡胶职业中，可削减橡胶用量和防老剂用量，前进制品耐磨强度和抗老化功用。将单烷氧基钛酸酯偶联剂改性重质碳酸钙填充于涂猜中，可前进其在涂猜中的涣散性和加工流动性。 虽然钛酸酯偶联剂的改性作用优异，但自身易氧化而变色;分化温度较低;钛酸酯分子的亲有机端易发作醇解或水解;不利于人体健康和生态环境等，这些坏处极大约束了其运用范畴的进一步开展。 ③铝酸酯偶联剂 与钛酸酯偶联剂比较，铝酸酯偶联剂具有色浅、无毒、常温是固体、热安稳性高、运用方便等长处，一起铝酸酯偶联剂自身有必定的光滑增塑成效，所以对重质碳酸钙表面改性，铝酸酯偶联剂改性作用优于硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。 经铝酸酯偶联剂改性的重质碳酸钙常用来填充聚、聚氯乙烯、硬聚酯弹性体等体系，在前进填充量的一起，所得制品依然具有杰出的物理和运用功用，极大下降了本钱。 (2)复合偶联改性剂改性 复合偶联改性剂改性是以偶联剂为根底，与其他加工改性剂、表面处理剂、交联剂相结合，对重质碳酸钙的表面进行复合改性处理。对重质碳酸钙进行改性处理一起挑选两种或多种改性剂，发挥每种改性剂自身的优势，使重质碳酸钙的改性作用愈加优秀，更能满意各种功用化、专业化的需求。 扬州天力非金属材料有限公司、四川石棉巨丰粉体有限公司运用铝酸酯、钛酸酯偶联剂、硬脂酸改性重质碳酸钙，并将此重质碳酸钙复合填料用于制备PVC电缆料和阻燃母粒，功用优秀，而复合改性剂的运用将成为重质碳酸钙表面改性的开展趋势之一。 (3)聚合物包覆改性 聚合物包覆改性包含反响性纤维素表面处理和接枝聚合物表面处理两类。 反响性纤维素表面处理是将反响性纤维结合在重质碳酸钙的表面，构成表面改性层，到达表面改性的意图。 广福建材精化有限公司运用聚乙二醇湿法改性重质碳酸钙，并广泛运用于乳胶体系，使涂料体系的疏水性和施工功用前进，一起潮湿涣散剂和消泡剂的用量削减。 接枝聚合包覆法是运用重质碳酸钙表面的活性点进行聚合包覆反响，聚合后的有机高分子基体包覆在重质碳酸钙粒子的表面上，阻挠重质碳酸钙的聚会，前进涣散安稳性。接枝聚合处理的重质碳酸钙表面与有机高分子材料表面的类似性前进，下降了重质碳酸钙粒子表面的极性。 运用重质碳酸钙表面羟基进行接枝聚合改性制得改性重质碳酸钙，应根据主体树脂的性质来挑选聚合的单体和预处理办法，使主体树脂与载体树脂的结构类似或相同，添加改性重质碳酸钙与主体树脂间的相容性。碳酸钙表面羟基接枝聚合改性法原理 广西贺州市科隆粉体有限公司在重质碳酸钙表面引发聚合包覆聚-酰胺-甲基酸正丁酯，制得改性重质碳酸体，可用于填充聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚氯乙烯等树脂，不只本钱低，而且涣散性好。 (4)硬脂酸(盐)改性磷酸醋类、硬脂酸与碳酸钙反响示意图 硬脂酸(盐)、磷酸酯类与重质碳酸末表面的活性Ca2+反响生成硬脂酸钙或磷酸钙堆积或包覆于重质碳酸钙粒子的表面，使碳酸末的表面功用得到改动。 硬脂酸(盐)、磷酸酯类有机物改性剂的一端是长链烷基，使改性重质碳酸钙颗粒表面呈一种皮草状的二维曲面结构，到达单层包覆量后，过剩的改性剂的非极性段与改性碳酸钙表面的非极性段持续环绕，构成双层包覆，碳酸钙表面再次变为亲水性，极性增大，影响改性作用。含长链烷基端有机物包覆碳酸钙结构 虽然此种改性办法存在一些缺乏，但其改性重质碳酸钙在聚氯乙烯、涂料、油墨、电缆材料等范畴运用广泛。 东南新材料股份有限公司运用硬脂酸湿法研磨所制得改性重质碳酸钙，在有机树脂中的涣散性和相容性杰出，而且制品的功用前进许多。安徽雪城超细碳酸钙有限公司选用二甲基硅油、海藻酸、月桂酸钙等质料对超细重质碳酸钙进行改性处理，此改性碳酸钙填料能够有用地前进涂料的附着力、柔耐性及冲击强度等目标，运用远景宽广。 由于比较其他改性剂，硬脂酸(盐)的报价便宜，来历丰厚，而且经过此改性剂处理后的碳酸钙的黏度很小、吸油值很低、pH值较适中，既可独自运用，又可与其他改性剂合作运用，取得更好的改性作用。 02 重质碳酸钙机械力化学改性 机械力化学改性是运用破坏、冲突等机械手法，使重质碳酸体的晶格发作位移、晶型发作变化，与此一起体系温度升高，内能增大，大颗粒的碳酸钙粒子不断分化成较小乃至微米级、纳米级的重质碳酸钙颗粒，增强重质碳酸钙颗粒表面的化学活性，易与改性剂发作化学结合或附着，使重质碳酸钙颗粒的内能下降，处于较安稳的状况，到达表面改性的意图。 在重质碳酸钙的工业出产中，研磨破坏和表面改性一般是分隔进行，若在重质碳酸钙破坏的过程中一起参加改性剂对其表面进行改性，不只能运用破坏的物理机械力来增强表面改性作用，还可避免重质碳酸钙颗粒过细而导致的聚会现象发作。 此外，改性剂自身是一种优秀的光滑剂和涣散剂，参加后会使颗粒间的冲突减小，有助磨的成效，对设备也起到了必定的维护作用，使运用机械力化学改性重质碳酸钙的工艺流程简略化，改性作用和功率优秀化。 东南新材料股份有限公司选用一种重质碳酸钙研磨改性一体化出产的出产体系及出产办法，前进了超细改性重质碳酸钙产品的质量，下降了超细改性重质碳酸钙产品的出产本钱。 03 重质碳酸钙表面堆积改性 表面堆积改性是选用适宜的办法将改性剂沉积在重质碳酸钙的表面，是无机矿藏颜料表面改性最常用的办法之一，适宜工业化出产，工艺流程简略，经过操控反响条件，能够取得适宜的粒径和纯度。 广东拉芳个人护理用品有限公司运用SLG型(涡流式)粉体表面改性机，对牙膏用磨擦剂碳酸钙进行表面改性，制得二氧化硅包覆微米级球形碳酸钙颗粒，在磨损值相同的情况下，将改性碳酸钙添加于牙膏中，与氟化物的相容性得到了明显的前进。 04 高能表面改性 高能表面改性是指选用强度较高、能量较会集的辐照、等离子体、超声波等办法，对重质碳酸钙表面进行改性处理的一种办法。作用时发生的强冲击波和涣散力能够极大地削弱颗粒间的相互作用，能够有用地避免颗粒间的聚会，有利于重质碳酸钙的涣散，可是此技能的改性作用不稳，本钱较高，操作较杂乱，因而在实践出产中还很难得到广泛的运用。 05 重质碳酸钙开展趋势 表面改性对前进重质碳酸钙的运用价值和功用有着至关重要的作用 ， 是重质碳酸钙的首要加工技能之一，其首要开展趋势是： (1)优化表面改性作用 为了前进出产功率、下降改性本钱，在加工出产中，应根据表面改性机理、基料的性质、加工工艺的技能等要求，有针对性的选取表面改性剂、助改性剂和改性设备。 (2)改性重质碳酸钙尺度纳米化 纳米化的碳酸钙会表现出与普通碳酸钙不同或失常的理化性质，在灭菌消毒、透明性、增耐性和补强性等方面起到特殊作用。 (3)绿色环保化 现在人们总是在倡议走可持续开展之路，因而出产环境友好的改性重质碳酸钙填充料显得非常重要。 (4)专用化、功用化  为了满意科技的前进对材料提出的更高的要求，碳酸钙的改性会向专用型、功用型及高附加值型转化。