授课内容：矿物粉体表面改性的应用需求、方法、试剂、设备选型，碳酸钙、石英表面改性案例解析......
碳酸钙是目前有机高聚物基材料中用量最大的无机填料，但是，未经表面处理的碳酸钙与高聚物的相容性较差，容易造成在高聚物基料中分散不均从而造成复合材料的界面缺陷，降低材料的机械强度。随着用量的增加，这些缺点更加明显。
因此，为了改进碳酸钙填料的应用性能，必须对其进行表面改性处理，提高其与高聚物基料的相容性或亲和性。
1、
碳酸钙表面改性简述
碳酸钙的表面改性方法主要是化学包覆，辅之以机械化学；使用的表面改性剂包括硬脂酸（盐），钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂以及无规聚丙烯，聚乙烯蜡等。
碳酸钙连续表面改性工艺
常用的表面改性设备是SLG型连续粉体表面改性机、高速加热混合机以及涡流磨和流态化改性机等。
影响碳酸钙表面改性效果的主要因素是：
表面改性剂的品种、用量和用法（即所谓表面改性剂配方）；
表面改性温度、停留时间（即表面改性工艺）；
表面改性剂和物料的分散程度等。其中，表面改性剂和物料的分散程度主要取决于表面改性机。
2、
脂肪酸（盐）改性碳酸钙
硬脂酸（盐）是碳酸钙最常用的表面改性剂。其改性工艺可以采用干法，也可以采用湿法。一般湿法工艺要使用硬脂酸盐，如硬脂酸钠。
（1）硬脂酸干法改性碳酸钙
硬脂酸改性碳酸钙
采用SLG型粉体表面改性机和涡旋磨等连续式粉体表面设备时，物料和表面改性剂是连续同步给入的，硬脂酸可以直接以固体粉状添加，用量依粉体的粒度大小或比表面积而定，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，首先将计量和配制好的物料和硬脂酸一并加入改性机中，搅拌混合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，反应温度控制在100℃左右。
为了使硬脂酸更好地分散和均匀地与碳酸钙粒子作用，也可以预先将硬脂酸用溶剂（如无水乙醇）稀释。改性时也可适量加入其他助剂。
（2）硬脂酸湿法改性碳酸钙
湿法改性是在水溶液中对碳酸钙进行表面改性处理。一般工艺过程是先将硬脂酸皂化，然后加入碳酸钙浆料中，经过一定时间的反应后，进行过滤和干燥。碳酸钙在液相中的分散比在气相中的分散较为容易。
另外，通过加入分散剂，使其分散效果更好，因此，在液相中碳酸钙颗粒与表面改性剂分子的作用更均匀。当碳酸钙颗粒吸附了硬脂酸盐后，表面能降低，即使经压滤、干燥后形成二次粒子，其团聚结合力减弱，不会形成硬团聚，用较小的剪切力即可将其重新分散。
湿法表面改性设备一般较为简单，多为带搅拌器的容器及静态混合器，强烈搅拌可提高改性活化效率，缩短反应时间，但对设备的性能要求较高。
虽然常温下也可进行湿法表面改性，但反应时间长，因此，一般都要加温进行表面改性，改性温度一般为50-100℃左右。
湿法表面改性常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（盐），如磷酸盐和磺酸盐等也可用于碳酸钙的表面改性。
用脂肪酸（盐）改性处理后的活性碳酸钙主要应用于填充聚氯乙烯塑料、电缆材料、胶粘剂、油墨、涂料等。
18918818796