技术 | 如何降低碳酸钙的吸油值?

在实际应用中，大多数填料都用吸油值这项指标来大致预测填料对树脂的需求量，即吸油值对选择填料具有重要的指导意义。

1、什么是吸油值?

△粉体吸收油的两种主要形态

吸油值也称树脂吸附量，表示填充剂对树脂吸收量的一种指数。吸油值通常以100g样品所需亚麻油的质量表示(%或mL/100g)。即指每100g样品，在达到完全润湿时需要用油的最低用量。

吸油值=亚麻油量/100g样品

吸油值的大小与粉体的粒度分布、颗粒形状、分散与凝聚程度、比表面积及表面性质等有关。

(1)粉体颗粒的粒度越细，比表面积越大，分布越窄，吸油值就越高;

(2)不同颗粒形状的吸油值:针状＞片状＞球状。针状粒子由于填充排列纵横交错，空隙较大，吸油量高;片状粒子混合在一起时呈平行排列，空隙减小，其吸油量低;整齐排列的球状粒子，其自由空间小，吸油量也小。

(3)晶体的表面缺陷少，完美程度高，其比表面积小，吸油量也低。

2、填料吸油值大的“危害”

(1)填料吸油值大，有可能会“吃掉”几倍甚至几十倍于自身价格的树脂，这无形中会提髙了生产成本;

(2)填料吸油值大，树脂的黏度随之上升，这会严重影响其对纤维的浸渍，甚至会改变模塑料的流变性能，使其成型工艺性能变差;

(3)在涂料行业，吸油值是影响涂膜性能和涂料黏度的重要影响因素。在涂膜干燥过程中，树脂不仅要完全包覆在粉料表面，还要填充在粒子间的空隙，当粉体吸油值大的时候，就需要更多的树脂来完成这些功能。

3、如何降低碳酸钙的吸油值?

(1)控制颗粒形貌

对于轻质碳酸钙(或纳米轻质碳酸钙)来说，其吸油值高低和生产工艺有很大关系。在对颗粒形貌没有特殊要求的情况下，可采用晶型控制剂，调控碳酸钙的晶型和比表面积，从而降低其吸油值。

(2)控制细度和粒度分布

细度要适当，并非越细越好，粒径分布也要因需而定。

对于一般产品应用，如果碳酸钙细度和粒度分布要求不高，可适当选用粒度分布差距较大的混合产品，这样小粒子会进入大粒子的空隙，堆积相对紧密，吸油量也会减小。

对于高质量产品应用，细度高、粒度分布窄的碳酸钙有助于提高制品性能，这时候就需要通过表面改性来解决吸油值的问题。

(3)表面改性

表面改性是降低粉体吸油值的重要手段。碳酸钙经过表面改性后，聚集态颗粒减少，分散度提高，颗粒间空隙减少，同时改性分子对碳酸钙表面的覆盖又使颗粒内的空隙减小，而且这一覆盖还改变了碳酸钙的表面性能，使其表面极性减弱，颗粒间摩擦力变小，润滑性变得更好，故堆积得更加紧密，堆积密度增大，吸油值减小。

专利《一种可显著降低碳酸钙吸油值的表面改性剂配方》中提到，将聚乙二醇、三乙醇胺和氨基硅油三种表面改性剂进行复合;然后将复合表面改性剂加热至50~95℃，按碳酸钙粉体质量的一定比例加入连续式粉体表面改性机中对碳酸钙进行表面改性。改性后的平均粒度(D50)5~10μm的重质碳酸钙粉体，对DBP的吸收值可以由改性前的0.26mL/g~0.30mL/g降低到0.13mL/g~0.17mL/g。

张家斌等则是提出了在重质碳酸钙研磨过程中，添加功能性助磨偶联剂，通过原位改性来降低人造大理石用重质碳酸钙的吸油值。

吴翠平等采用4种表面改性剂对人造石材用重质碳酸钙进行表面改性，其研究表面:

4种表面改性剂降低重质碳酸钙填料吸油值的强弱顺序为氨基硅油-804>聚乙二醇-200>三乙醇胺>一缩二乙二醇;同种改性剂，其用量不同时，吸油值不同，一般改性剂用量越大，吸油值越低;

采用氨基硅油-804改性剂且用量为1.00%时，改性样品的吸油值最低，达到0.115mL/g，改性后样品的热稳定性最好，热分解温度为325℃。

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