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2015年报告轻质碳酸钙在涂料应用原理

时间:2015-09-26 作者:www.zhonggai.net

一、轻质碳酸钙应用

近10年来,随着中碱性造纸和涂布加工技术的发展,轻钙-轻质碳酸钙作为涂布颜料和填料在北美和欧洲得到了广泛的应用。在我国,轻钙-轻质碳酸钙在涂布颜料中也逐渐占据了主导地位。
轻钙-轻质碳酸钙在自然界中有多种存在形态,而对造纸涂料最有用的是方解石。但天然方解石必须经过机械粉碎、研磨、分级,制成细微的颗粒(我们称之为重质轻钙-轻质碳酸钙或研磨轻钙-轻质碳酸钙,GCC),方可用于纸张涂料的制备。
分散剂是靠吸附在颜料颗粒表面,产生静电斥力和空间位阻,从而使得颗粒能以悬浮态稳定地存在。轻钙-轻质碳酸钙研磨中有了分散剂的帮助,才 能得到高固含量、低粘度的轻钙-轻质碳酸钙浆料,研磨效率也得以提高,并能节约研磨所需耗费的能量,通用的分散剂有三大类,即无机类、有机类和高分子类, 而目前普遍采用的是高分子类分散剂。相比之下,高分子类分散剂具有以下优点:
(一)无机分散剂会对导电率、介电常数带来不良影响,在某些领域内使用受到限制,而高分子类分散剂则不受这个限制
(二)与有机类分散剂不一样,高分子类分散剂在生产时具有可控的分子量,而较高的分子量有较好的分散稳定性
(三)高分子类分散剂分散能力强,稳定效果好,对分散体系中的离子、pH值、温度等因素敏感程度小
(四)高分子类分散剂可显著降低分散体系的粘度,改善分散体系的流变性,能节省机械操作时所需的能源。
基于以上优点,无论是在轻钙-轻质碳酸钙的研磨中,还是在纸张涂料的制备中,都广泛采用了高分子类分散剂。
二、研磨过程
在轻钙-轻质碳酸钙原料中加水配成一定的固含量(一般从70~75%),再按比例加入分散剂(从宽的范围讲,干比不超过1%),然后依次经 过若干台砂磨机,每台机内均装有一定量的石英砂或锆珠,进行连续研磨,最终得到成品。研磨轻钙-轻质碳酸钙的特性最主要的是粒径分布和粘度,分别讨论如 下。
2.1粒径分布
研磨前的轻钙-轻质碳酸钙原料的粒径通常在350目(约45μm)左右,经分散剂研磨后的轻钙-轻质碳酸钙按要求细度可达到90级或60级 等。所谓90级或60级是指研磨轻钙-轻质碳酸钙中直径小于2μm的颗粒占到整体的90%或60%。轻钙-轻质碳酸钙原料的粒径分布如图1所示:
图190级和60级轻钙-轻质碳酸钙的粒径分布
粒径分布的决定因素有:研磨时间、固含量和设备等。
(一)研磨时间
显然,研磨时间的长短从根本上决定了粒径的细度。研磨时间越长,轻钙-轻质碳酸钙受砂子研磨的作用时间越长,轻钙-轻质碳酸钙会被研磨的更细。

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