碳酸钙表面改性常用改性剂有哪些

在实际生产中，碳酸钙的表面处理主要分为干法改性和湿法改性。对于重钙、部分低档次轻钙等普通产品，可采用干法处理，对于纳米碳酸钙、专用碳酸钙等中高档次的产品则需采用湿法处理。

1、碳酸钙干法改性常用改性剂

干法改性是将表面处理剂与碳酸钙粉末直接混合，通过高速旋转、喷淋等方式，使改性剂一端的基团与碳酸钙表面形成强化学键，另一端与高分子材料发生反应或物理缠绕，从而实现对碳酸钙的表面改性。

干法改性的工艺原理简单，设备要求也不高，但此法缺点也很明显，无法达到非常均匀的包覆效果，总有部分碳酸钙无法被包覆，这将导致产品在应用时使制品出现缺陷。故干法改性一般适用于对性能要求不太高的产品。

干法改性工艺使用的表面处理剂主要有：

钛酸酯类：主要分为单烷氧型，螯合型和配位型三大类。单烷氧型因含有功能性基团，比较适合干法改性；螯合型因含有乙二醇基，比较适合湿法改性工艺；而配位型一般难溶于水，不与酯发生反应，适合干法改性。

铝酸酯类：常温下为白色蜡状固体，热分解温度高、约300℃，具有反应活性强，无毒、味弱、价格较低、适用范围广等特点，但因为易水解，钛酸酯只适合于干法改性工艺。由于铝酸酯对PVC有良好的热稳定性和润滑性，其已广泛应用于碳酸钙表面处理及塑料产品的加工中。

硼酸酯类：常温下为白色粉状或块状固体，由于具有优异的抗水解性和热稳定性，硼酸酯不仅可以应用于干法改性，湿法改性也同样适合。

磷酸酯类：表面处理时，可以与碳酸钙表面钙离子发生反应生成磷酸钙包覆在碳酸钙表面，从而达到表面改性功能。用磷酸酯处理过的碳酸钙在应用时可提高材料的加工、机械性能，同时也可改善制品的阻燃性和耐腐蚀性。

2、碳酸钙湿法改性常用改性剂

湿法改性是将表面处理剂溶于水，加入到碳酸钙水溶液中，通过控制加入速度，溶液温度，包覆时间来进行表面处理的一种方法。

相较于干法改性，湿法改性的包覆效果明显更好，包覆的更加均匀，得到的产品质量也更加稳定。目前绝大多数纳米碳酸钙生产企业均采用的是湿法改性技术。

湿法改性工艺使用的表面处理剂主要有：

硬脂酸（盐）类：是碳酸钙湿法改性最常使用的表面处理剂之一，属阴离子表面活性剂，其分子结构一端为长链烷基，为亲油性基团，与高分子材料有很好的相容性，另一端为羧基，是亲水性基团，RCOO-可与碳酸钙溶液中的Ca2+，CaHCO3+，CaOH+等反应生成脂肪酸钙包覆在碳酸钙表面，使碳酸钙表面由亲水性变为亲油性。

磷酸酯类：其改性机理主要是通过与Ca2+反应生成磷酸酯钙和磷酸酯氢钙包覆在碳酸钙表面。根据在酸、碱性环境中改性机理的差异表明，在碱性环境中更有利于磷酸酯改性过程的进行。

季胺盐类：属于阳离子表面活性剂，其作用原理是带正电的一端与碳酸钙表面通过静电吸附在一起，而另一端则与高分子材料发生交联，从而实现改性过程。有研究人员通过十六烷基二甲基烯丙基氯化铵对碳酸钙进行改性，产品在橡胶填充剂中获得了较好效果。

资料来源：《范体国. 纳米碳酸钙的制备和应用[D].湖北工业大学,2018》