Stearic acid modified calcium carbonate improves polymer compatibility via surface hydrophobicity enhancement. Its chemical bonding with stearic acid increases particle dispersion stability in composites. This treatment reduces moisture sensitivity while maintaining cost-effectiveness. Enhanced interfacial adhesion enables industrial applications in coatings and elastomers.
ข้อดีหลักของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยกรดสเตียริก
- การกันน้ำที่เหมาะสมที่สุด (มุมสัมผัสน้ำ >100°)
- กลไกการดูดซับแบบคู่ (การเชื่อมทางเคมี/กายภาพ)
- เสถียรภาพทางความร้อน (การสลายตัวที่ได้รับการยืนยันจาก TGA สูงกว่า 300°C)
- ความสามารถในการปรับตัวของเมทริกซ์ที่กว้าง (อีพอกซี, ยาง, กาว)
- การประมวลผลที่ประหยัดพลังงาน (ทนทานต่อความชื้น <1%)
กรดสเตียริกเป็นกรดไขมันสายยาวทั่วไปที่มีราคาค่อนข้างถูก กรดสเตียริกเป็นตัวปรับพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไปที่สุดสำหรับแคลเซียมคาร์บอเนต กรดสเตียริกประกอบด้วยสองส่วนหลัก ได้แก่ กลุ่มไลโปฟิลิกและกลุ่มไฮโดรฟิลิก กลุ่มไฮโดรฟิลิกทำปฏิกิริยากับพื้นผิวแคลเซียมคาร์บอเนตผ่านการดูดซับทางฟิสิกเคมี ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของอนุภาคและการกระจายตัวในเมทริกซ์โพลีเมอร์ รวมถึงพลาสติก ยาง และกาว
แคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงด้วยกรดสเตียริก (เกลือ) สามารถผลิตได้โดยวิธีแห้งหรือวิธีเปียก โดยทั่วไป กระบวนการเปียกจะใช้สเตียเรต เช่น โซเดียมสเตียเรต
กรดสเตียริกแคลเซียมคาร์บอเนตดัดแปลงแห้ง
กระบวนการเริ่มต้นด้วยการทำให้แคลเซียมคาร์บอเนตแห้ง (หากความชื้นน้อยกว่า 1%) เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุมีความเสถียร จากนั้นจึงเติมกรดสเตียริกลงไปเป็นตัวปรับเปลี่ยนพื้นผิว ซึ่งจะทำให้สามารถดูดซับทางเคมีกายภาพได้ผ่านกลุ่มที่ชอบน้ำ ซึ่งจะทำให้การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงเสร็จสมบูรณ์เพื่อให้พอลิเมอร์เข้ากันได้ดีขึ้น
When using continuous powder surface treatment equipment, the material and surface modifier are continuously and synchronously fed in. Stearic acid can be added directly in solid powder form. Dosage depends on the powder’s particle size or specific surface area, typically 0.8%-1.2% of calcium carbonate mass.
แนะนำอุปกรณ์พื้นผิวผงแคลเซียมคาร์บอเนตแบบต่อเนื่องสามประเภท
Calcium carbonate surface modification requires advanced equipment to ensure uniform coating and industrial efficiency. Three continuous coating systems excel in this field:
เครื่องเคลือบพินมิลล์
- บรรลุความสม่ำเสมอของการเคลือบ 99% ผ่านการชนกันระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์ความเร็วสูง
- ประมวลผลอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 20μm โดยมีการควบคุมความละเอียดที่ปรับได้
- ช่วยให้สามารถบดและเคลือบพร้อมกันได้ในสภาวะแห้ง
เครื่องเคลือบเทอร์โบมิลล์
- ผสานแรงเหวี่ยงและการไหลเวียนของอากาศเพื่อการกระจายอย่างรวดเร็ว
- ลดการใช้ตัวปรับเปลี่ยนลง 15% โดยใช้ห้องผสมหลายขั้นตอน
- รองรับปริมาณงานสูงสุด 10 ตัน/ชั่วโมงสำหรับการผลิตขนาดใหญ่
- รักษาอัตราการเปิดใช้งาน 97% ด้วยการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ
เครื่องเคลือบสามลูกกลิ้ง
- ลงทุนต่ำ:เทคโนโลยีที่สมบูรณ์แบบด้วยต้นทุนการลงทุนต่ำ
- การเคลือบผิวที่มีประสิทธิภาพ:อัตราการเคลือบสูงพร้อมการเกาะตัวกันน้อยที่สุด
- ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม: ไม่มีฝุ่นละอองฟุ้งกระจายระหว่างการทำงาน
- ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน:แรงเสียดทานทำให้เกิดความร้อน ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน
- การผลิตแบบต่อเนื่อง: เหมาะสำหรับการใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
การปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิวใช้เครื่องผสมที่ควบคุมอุณหภูมิ เช่น ระบบใบพัดความเร็วสูง/แนวนอน กระบวนการแบบแบตช์นี้เกี่ยวข้องกับรอบการผสม 15-60 นาทีด้วยวัสดุที่วัดไว้ล่วงหน้าและกรดสเตียริก ปริมาณกรดสเตียริกอยู่ระหว่าง 0.8-1.5wt% ของแคลเซียมคาร์บอเนต อุณหภูมิปฏิกิริยาจะคงอยู่ที่ 100°C วัสดุที่ผ่านการบำบัดจะถูกปล่อยออกเพื่อการบรรจุหลังจากการดูดซับพื้นผิวเสร็จสมบูรณ์
เพื่อให้กรดสเตียริกกระจายตัวได้ดีขึ้นและทำปฏิกิริยากับอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตได้สม่ำเสมอ กรดสเตียริกสามารถเจือจางด้วยตัวทำละลาย (เช่น เอธานอลที่ปราศจากน้ำ) ล่วงหน้าได้ นอกจากนี้ ยังสามารถเติมสารเติมแต่งอื่นๆ ในปริมาณที่เหมาะสมระหว่างการดัดแปลงได้
กรดสเตียริกแคลเซียมคาร์บอเนตที่ดัดแปลงแบบเปียก
การดัดแปลงแบบเปียกคือการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตในสารละลายน้ำ โดยทั่วไปกระบวนการคือการเปลี่ยนกรดสเตียริกให้เป็นสบู่ก่อน จากนั้นเติมลงในสารละลายแคลเซียมคาร์บอเนต และหลังจากปฏิกิริยาผ่านไประยะหนึ่งแล้ว ให้กรองและทำให้แห้ง การกระจายแคลเซียมคาร์บอเนตในเฟสของเหลวทำได้ง่ายกว่าในเฟสก๊าซ
นอกจากนี้ การเติมสารกระจายตัวจะทำให้การกระจายตัวดีขึ้น ดังนั้นอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตและโมเลกุลตัวปรับเปลี่ยนพื้นผิวในเฟสของเหลวจึงทำงานสม่ำเสมอมากขึ้น เมื่ออนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตดูดซับสเตียเรต พลังงานพื้นผิวจะลดลง แม้ว่าอนุภาครองจะก่อตัวขึ้นหลังจากการกรองและการอบแห้ง แรงรวมตัวและแรงยึดเกาะของอนุภาคเหล่านี้จะอ่อนลง และจะไม่เกิดการรวมตัวกันอย่างแข็ง อนุภาคเหล่านี้สามารถกระจายตัวอีกครั้งได้ด้วยแรงเฉือนเล็กน้อย
อุปกรณ์ปรับเปลี่ยนพื้นผิวเปียกโดยทั่วไปจะง่ายกว่า โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นภาชนะที่มีเครื่องกวนและเครื่องผสมแบบคงที่ การกวนแรงๆ สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการเปิดใช้งานการปรับเปลี่ยนและลดเวลาปฏิกิริยาได้ แต่ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของอุปกรณ์นั้นค่อนข้างสูง
แม้ว่าการปรับเปลี่ยนพื้นผิวเปียกสามารถทำได้ที่อุณหภูมิห้อง แต่เวลาในการเกิดปฏิกิริยาจะยาวนาน ดังนั้นโดยทั่วไปจึงจำเป็นต้องให้ความร้อนกับการปรับเปลี่ยนพื้นผิว และอุณหภูมิในการปรับเปลี่ยนโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 50-100°C
การปรับเปลี่ยนพื้นผิวเปียกมักใช้สำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดเบาและแคลเซียมคาร์บอเนตชนิดหนักละเอียดมากที่บดละเอียดโดยวิธีเปียก