重质碳酸钙是一种粉状无机填料,因其具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、分散性好等一系列优越性能,而被多领域广泛应用,尤其在塑胶行业更受重视。
然而,随着塑料工业的发展,特别是高分子材料的广泛应用,普通细度的重质碳酸钙已不能满足高档塑料制品的功能增强要求,而活性超细重质碳酸钙解决了这一问题。
最大颗粒尺寸(D97)为10微米经过表面改性后,超细重质碳酸钙的附加值和功能得到提高。如果将其应用于PVC制品,可有效降低PVC制品的生产成本,并提高其耐热性、尺寸稳定性、冲击强度和加工性能。
但普通细度的活性重钙由于粒径较大,应用于PVC、PE、PS等塑料制品时会使制品表面粗糙,从而降低制品的性能和质量。因此,市场上的中高档颜料产品必须使用精细或超细碳酸钙,以避免或减缓产品质量的下降。
为了使超细重质碳酸钙更广泛地应用于塑料、橡胶、涂料等行业,研究人员进行了详细的对比研究。大量实验证明,与活性轻钙填充PVC塑料制品的性能相比,活性超细重钙在PVC制品中可以起到增量填充和功能增强的作用,不同改性材料加工的活性重钙在PVC制品中可以起到不同的作用。
首先,对于活性超细重质碳酸钙(钛酸酯改性)填充体系,随着其用量的增加,复合材料的冲击强度逐渐增大,当其用量为12%时达到最大值。之后,复合材料的冲击强度随着碳酸钙含量的增加而降低。但随着活性轻钙含量的增加,复合材料的冲击强度基本呈下降趋势。这说明活性轻质碳酸钙只能起到填充或降低成本的作用,而超细活性重质碳酸钙能有效提高产品的冲击强度。
其次,偶联剂改性超细重质碳酸钙的填充效果优于硬脂酸改性超细重质碳酸钙,也优于活性轻质碳酸钙。然而,偶联剂的种类对填充效果的影响并不明显。这是因为硬脂酸对超细重质碳酸钙的表面处理只能提高碳酸钙在高聚物中的分散性,而偶联剂与碳酸钙表面的羟基反应形成化学键。碳酸钙表面覆盖一层偶联剂,另一端与PVC聚合物化学交联或物理缠结,使碳酸钙和PVC能很好的结合,产品具有良好的弹性和抗冲击性能。
第三,偶联剂改性的活性超细重钙在软质PVC制品中的填充效果明显优于硬脂酸改性的活性轻质钙,制品的拉伸强度、直角撕裂强度和断裂伸长率提高10%以上。
综上所述,活性超细重钙由于其刚性粒子的增韧作用,填充PVC软硬制品的效果明显优于活性轻钙。经偶联剂表面处理的超细重质碳酸钙应用于PVC型材等制品时,可以实现增量填充和增强。当填充量达到15份时,制品的物理力学性能仍符合国标要求,部分性能高于填充8份活性轻质碳酸钙的制品。
