摘要：改性培训：2025年粉体表面改性技术高级研修班将于2025年4月19日-20日在江苏南京举行，报名请关注V信公众号“粉体技术网”，涉及非金属矿粉体企业：碳酸钙，硅微粉，滑石，重晶石，硅灰石，高岭土，膨润土，白云石，石灰石，硅灰粉，云母，硅藻土，海泡石，电气石等

改性培训：2025年粉体表面改性技术高级研修班将于2025年4月19日-20日在江苏南京举行，报名请关注V信公众号“粉体技术网”，涉及非金属矿粉体企业：碳酸钙，硅微粉，滑石，重晶石，硅灰石，高岭土，膨润土，白云石，石灰石，硅灰粉，云母，硅藻土，海泡石，电气石等；功能性粉体企业：氢氧化镁，氢氧化铝，氧化铝，钛白粉，白炭黑，氧化铁红，珠光云母，导热填料，氧化锌，粉煤灰，碳化硅，玻璃微珠，纳米粉体等；药剂和设备企业；粉体填料应用企业；其他需要粉体表面改性的企业。

重质碳酸钙在机械粉碎过程中产生的Ca2+和CO32-不饱和质点容易和吸附的水分子发生反应产生羟基，使得重质碳酸钙具有亲水性，但是有机聚合物亲油疏水，两者表面性质相反导致重质碳酸钙在有机聚合物基体中的相容性差，分散不均匀，界面结合力弱，致使高聚物基复合材料在使用过程中容易产生界面缺陷，使用性能下降，因此必须对重质碳酸钙进行表面有机改性。

表面改性剂种类繁多，且配方（品种、用量和用法）针对性很强。为此，粉体技术网特意整理了20个重质碳酸钙表面改性配方，工艺涉及湿法、干法，改性剂种类包括硬脂酸（钠）、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、表面活性剂、高分子有机物、淀粉及复合改性剂等，仅供各位同行参考了解，具体如下：

配方1：硬脂酸湿法研磨改性

改性剂：硬脂酸。

改性方法：称取900g粒度约为45μm的碳酸钙干粉，配成固体质量分数为75%的浆料，加入硬酯酸，硬酯酸为碳酸钙干粉质量的1%-3%。浆料在42℃时初始黏度为147mPa·s，静止20min后黏度228mPa·s。碳酸钙浆料体积约为600mL。在搅拌分散机中以1000r/min的速度搅拌90min。停止搅拌，取出浆料，置于180℃的干燥箱中烘干，烘干后取出改性块体，采用粉碎机高速粉碎3min，得到改性的碳酸钙干粉。

测试与表征：粒度、表面活化度、吸油值、白度。

改性效果：常温下可以实现重质碳酸钙研磨改性一体化工艺，研磨后碳酸钙颗粒的粒径由45μm降至2μm。随着硬脂酸的添加量逐渐增加，重质碳酸钙的活化度增加，吸油值下降。当硬脂酸的添加量增至2%（质量分数）后，重质碳酸钙的活化度超过98%，吸油值降至0.267g/g。重质碳酸钙研磨改性一体化工艺有利于降低重质碳酸钙的生产成本，增加产品的竞争力。

配方2：硬脂酸钠干法改性

改性剂：硬脂酸钠。

改性方法：先将重质碳酸钙放入烘箱中干燥，去除水分，然后称取一定质量干燥的重质碳酸钙粉加入到三颈烧瓶，置于一定温度的水浴锅中搅拌，加入一定量的硬脂酸钠，搅拌一定时间冷却出料即为改性重质碳酸钙。

测试与表征：FT-IR、XRD、SEM、Zeta电位。

改性效果：当改性温度为70℃，硬脂酸钠用量为重质碳酸钙质量的1.5%，改性时间为50min，转速为700r/min时，硬脂酸钠改性重质碳酸钙的活化率为85.6%，改性效果较好。经过硬脂酸钠改性重质碳酸钙的红外光谱在2850cm-1和2920cm-1处出现了-CH2-对称伸缩振动和反对称伸缩振动峰，X-射线特征衍射峰向高角度偏移，Zeta电位从14.1mV提高到30.2mV，粒径较小，说明硬脂酸钠已接枝到重质碳酸钙表面，但改性并未改变碳酸钙晶型，改性重质碳酸钙具有良好的分散性。

配方3：KH-550湿法改性

改性剂：γ－氯丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、硬酯酸钠、钛酸酯偶联剂。

改性方法：通过湿法进行接枝改性，称取200g烘干处理的超细重质碳酸钙放入圆底烧瓶中，用300g无水乙醇分散，在80℃的水浴锅中加热并搅拌10min，然后加入粉料质量2.5%的改性助剂，继续在以上条件下反应60min后，趁热过滤、洗涤、烘干，即得改性超细重质碳酸钙粉体。

测试与表征：傅里叶变换红外光谱、热失重分析仪和粒径分析，硅橡胶流变性能及力学性能测试。

改性效果：通过流变学数据发现改性超细重质碳酸钙较未改性超细重质碳酸钙能够很好地在硅橡胶中分散，与胶体相容性更好。因超细重质碳酸钙在尺寸上不具有纳米补强效果，表面处理后的超细重质碳酸钙与硅橡胶作用力减弱，致使硫化后的硅橡胶的性能较未改性超细重质碳酸钙有一定幅度降低。得益于KH-550的结构特点（氨基及烷氧基），KH-550处理的超细重质碳酸钙不仅能够在硅橡胶中分散良好，而且能够与硅橡胶形成化学键，所制得的RTV硅橡胶因而具有最佳的力学性能。

配方4：钛酸酯、铝酸酯偶联剂干法改性效果对比

改性剂：钛酸酯偶联剂JN-114、铝酸酯偶联剂DL-411。

改性方法：称取定量的重质碳酸钙加入到高速混合机中，将物料加热到实验温度后添加表面改性剂，反应一定时间后，停止搅拌得到表面改性的重质碳酸钙。

测试与表征：活化指数、接触角、红外光谱、聚丙烯复合材料性能。

改性效果：（1）钛酸酯偶联剂JN-114在重质碳酸钙表面发生化学吸附，其干法改性重质碳酸钙较佳条件为：JN-114用量1.0%，改性温度70℃，改性时间30min。此条件下改性重质碳酸钙接触角达到114.34°，活化指数达到99.21%。

（2）铝酸酯偶联剂DL-411在重质碳酸钙表面上发生化学吸附，其干法改性重质碳酸钙最佳条件为：DL-411用量1.0%，改性温度90℃，改性时间30min。此条件下改性重质碳酸钙接触角达到121.70°，活化指数达到100%。

（3）JN-114和DL-411表面改性能够有效提高PP复合材料的冲击强度，当添加量20%时，复合材料冲击强度最大，较纯PP分别提高了38.87%与41.97%。

配方5：硬脂酸钠、铝酸酯偶联剂湿法改性效果对比

改性剂：铝酸酯偶联剂DL-411和硬脂酸钠。

改性方法：（1）铝酸酯偶联剂DL-411改性重质碳酸钙，称取30g重质碳酸钙于250ml反应瓶中，加入一定量的水和乙醇搅拌均匀配成悬浮液，升温；将铝酸酯偶联剂溶于适量无水乙醇中，于超声清洗仪中分散均匀；待温度至设定值，将铝酸酯-醇溶液加入盛有重质碳酸钙悬浮液的反应瓶中，搅拌反应一段时间；反应结束，产物用乙醇反复洗涤多次，抽滤分离，在50℃下真空干燥24h得最终产物铝酸酯偶联剂改性重质碳酸钙。

（2）硬脂酸钠改性重质碳酸钙，称取30g重质碳酸钙于250ml反应瓶中，加入一定量的水和乙醇搅拌均匀配成悬浮液，升温；待温度至设定值，将一定量硬脂酸钠固体颗粒加入盛有重质碳酸钙悬浮液的反应瓶中，搅拌反应一段时间；反应结束，产物用水、乙醇反复洗涤多次，抽滤分离，在50℃下真空干燥24h得最终产物硬脂酸钠改性重质碳酸钙。

测试与表征：吸油值、沉降体积、接触角，碳酸钙/聚丙烯复合材料性能检测。

改性效果：（1）硬脂酸钠改性1250目重质碳酸钙最佳条件为改性温度25℃，m（碳酸钙）:m（乙醇）:m（水）=3:1.5:3，硬脂酸钠/重质碳酸钙质量3.0%，搅拌速度400r/min，搅拌时间40min；硬脂酸钠改性重质碳酸钙吸油值和沉降体积降低约50%，接触角为129.2°。

（2）铝酸酯偶联剂DL-411改性重质碳酸钙最佳条件为改性温度25℃，m（碳酸钙）:m（乙醇）:m（水）=3:1.5:3，铝酸酯偶联剂/重质碳酸钙质量2.0%，三乙胺/碳酸钙质量0.5%，搅拌速度300r/min，搅拌时间2min；相比未改性碳酸钙，铝酸酯偶联剂改性重质碳酸钙吸油值降低47.0%，沉降体积降低45.8%，接触角达136.3°。

（3）硬脂酸钠改性重质碳酸钙填充于PP中最佳填充量为20%，与原料PP相比，断裂伸长率和冲击强度提高12.5%、15.7%。铝酸酯改性重质碳酸钙于聚丙烯中最佳填充量为30%，断裂伸长率提高15.0%，冲击强度提高16.0%。

配方6：硬脂酸钠、偶联剂湿法改性效果对比

改性剂：硬酯酸钠、γ－氯丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、钛酸酯偶联剂TC114。

改性方法：称取200g烘干处理的超细重质碳酸钙放入圆底烧瓶中，用300g无水乙醇分散，在80℃的水浴锅中加热并搅拌10min，然后加入粉料质量2.5%的改性助剂，继续在以上条件下反应60min后，趁热过滤、洗涤、烘干，即得改性超细重质碳酸钙粉体。

测试与表征：傅里叶变换红外光谱、热失重分析仪和粒径分析、RTV硅橡胶材料性能。

改性效果：通过流变学数据发现改性超细重质碳酸钙较未改性超细重质碳酸钙能够很好地在硅橡胶中分散，与胶体相容性更好。因超细重质碳酸钙在尺寸上不具有纳米补强效果，表面处理后的超细重质碳酸钙（TC114及硬脂酸钠）与硅橡胶作用力减弱，致使硫化后的硅橡胶的性能较未改性超细重质碳酸钙有一定幅度降低。得益于KH-550的结构特点（氨基及烷氧基），KH-550处理的超细重质碳酸钙不仅能够在硅橡胶中分散良好，而且能够与硅橡胶形成化学键，所制得的RTV硅橡胶因而具有最佳的力学性能。

配方7：表面活性剂、硅油等干法改性效果对比

改性剂：聚乙二醇-200、一缩二乙二醇、三乙醇胺和氨基硅油-804。

改性方法：采用干法改性方法，称取100g重质碳酸钙粉体放入三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于恒温水浴锅中，启动电动搅拌器进行搅拌，待温度升至95℃时，边搅拌边加入表面改性剂，加完后继续在95℃搅拌反应30min，制得重质碳酸钙改性粉体；待改性好的粉体冷却后取样进行测试和表征。

测试与表征：吸油值、红外光谱、热重分析。

改性效果：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；所用改性剂均与重质碳酸钙粉体表面的官能团羟基发生了化学键合作用；氨基硅油-804用量达到1.00%时，改性后样品的吸油值可达到0.115mL/g，热重分析表明，其改性后样品的热稳定性最好，热分解温度为325℃。

配方8：偶联剂、表面活性剂改性效果对比

改性剂：铝酸酯偶联剂（DL-411）、钛酸酯偶联剂（NDZ-201）及硅烷偶联剂（KH-550），硬脂酸（SA）、十二烷基硫酸钠（SDS）、谷氨酸（GLU），十六烷基磷酸酯（PO16）、十八烷基磷酸酯（PO18）及十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）表面活性剂，复合改性剂铝酸酯偶联剂（DL-411）和十二烷基硫酸钠（SDS）。

改性方法：干法改性和湿法改性。

测试与表征：活化率、吸油值、红外、粒径及SEM、PBAT/改性碳酸钙复合材料性能。

改性效果：（1）3种偶联剂DL-411、NDZ-201和KH-550在含量为1.5%以及改性方法为湿法改性时，改性碳酸钙的效果最好，碳酸钙的表面呈亲油性，分散性提高，平均粒径变小。

（2）在6种表面活性剂中，当SA、SDS以及PO16的含量为3%时，对碳酸钙的改性效果最佳，使得碳酸钙表面成功从亲水性变成了疏水性，平均粒径减小，分散性提高。

（3）利用偶联剂DL-411和表面活性剂SDS对碳酸钙进行复合改性，当复合改性剂配比（DL:SDS）为3:2，反应时间为40min，反应温度为80℃，复合改性剂的添加量为3%时，对碳酸钙的改性效果最佳；相比于单一改性剂，DL-411和SDS之间的协同作用，使复合改性剂对碳酸钙的改性效果更好。

配方9：表面活性剂、硬脂酸、偶联剂、硅油干法改性效果对比

改性剂：表面活性剂类新型改性剂JST-9001（聚氧乙烯醚型复合改性剂）、JST-9002（磷酸酯型复合改性剂）、JST-9003（聚氧乙烯醚型复合改性剂）、JST-9004（磷酸酯型复合改性剂、硬脂酸、铝酸酯F-2、氨基硅油585C和羟基硅油。

改性方法：称取100g重质碳酸钙粉体置于500mL的三口烧瓶中，设定恒温水浴锅的温度，控制数显电动搅拌器的转速在（1300±50）r/min，然后再将所用的改性剂逐滴滴入三口烧瓶内的重质碳酸钙表面（加改性剂速度适中，不能过快或过慢），加完改性剂，密封三口烧瓶后开始计时。一定时间后，关闭仪器，待样品冷却后取出并用密封袋封存。

测试与表征：吸油值、活化指数、油相分散稳定性和水接触角，红外光谱（FTIR）、热重（TG）。

改性效果：（1）相比于JST-9002、JST-9004、羟基硅油和氨基硅油585C，JST-9001、JST-9003、硬脂酸和铝酸酯F-2四种改性剂对重质碳酸钙的改性效果更好。新型改性剂JST-9001和JST-9003可在低改性剂用量（0.50%）的情况下获得比硬脂酸和铝酸酯F-2更优的改性效果。

（2）JST-9001和JST-9003改性C525重质碳酸钙样品的吸油值分别为0.11mL/g和0.10mL/g，活化指数分别为98.77%和99.19%，浊度变化率为4.06%和5.30%，润湿接触角分别为154.2°和151.4°；改性C1000重质碳酸钙样品的吸油值分别为0.14mL/g和0.15mL/g，活化指数分别为89.73%和93.77%，浊度变化率分别为16.04%和9.59%，润湿接触角为91.9°和87.7°。

（3）优化用量下JST-9001和JST-9003改性剂分子中的亲水基与重质碳酸钙表面的—OH发生键合作用，改性剂分子层包覆于重质碳酸钙颗粒表面，因此重质碳酸钙表面性质发生改变，由亲水性转变为疏水性，且吸油值显著下降。

配方10：硬脂酸-钛酸酯偶联剂复合改性（湿法球磨）

改性剂：以硬脂酸和钛酸酯偶联剂为复合改性剂，无水乙醇为分散剂。

改性方法：称取15.0g重钙粉体放入球磨罐中，按质量比称取一定量硬脂酸、钛酸酯偶联剂放入球磨罐中，加入无水乙醇至恰好淹没粉体为止，启动球磨机对重钙粉体进行球磨改性。改性后粉体放入干燥箱中于80℃干燥，冷却至室温，经研磨得到改性产品。

测试与表征：活化度、吸油值、沉降体积、粒度。

改性效果：经过单因素实验和正交实验得到优化改性工艺条件为球磨时间为1.5h、球磨转速为350r/min、改性剂用量为2.0%、改性剂配比为1:3。与未改性重钙粉体相比，改性重钙粉体的活化度提高了、吸油值降低了、沉降体积减小了、粒度减小了，改性效果良好。在优化工艺条件下，改性重钙粉体的活化度为99.4%、吸油值为14.27g（以100g改性重钙粉体计）、沉降体积为1.08mL/g、粒度D50为1.58μm。

配方11：硬脂酸-钛酸酯偶联剂复合改性（干法）

改性剂：硬脂酸、钛酸酯偶联剂。

改性方法：称取定量烘干后的重质碳酸钙到搅拌罐中，将搅拌罐放入相应温度的水浴锅中，加入一定量的硬脂酸，使用高速分散机对碳酸钙进行分散；随后加入双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯偶联剂，高速分散后得到改性重质碳酸钙。将其与环氧树脂复合，制备了改性重质碳酸钙/环氧树脂复合材料。

测试与表征：热失重分析、近红外光谱、X射线衍射、电子显微镜、环氧树脂制品性能。

改性效果：当硬脂酸用量为重质碳酸钙质量的1.5%、硬脂酸改性时间为20min、钛酸酯用量为重质碳酸钙质量的2.0%、钛酸酯改性时间为10min时，复合材料的拉伸性能最佳，为10.2MPa，此时吸油值最低。经过硬脂酸、钛酸酯改性以及与环氧树脂复合都未改变重质碳酸钙的晶型，复合改性剂成功地接枝在重质碳酸钙表面。改性重质碳酸钙颗粒间分散性良好，与环氧树脂结合性较强。

配方12：油酸、偶联剂复合改性

改性剂：铝酸酯偶联剂（DL-411）、烷基改性聚硅氧烷偶联剂（FD-1106）、硬脂酸（SA）和油酸（OA）。

改性方法：（1）湿法改性：称取10g重质碳酸钙于250mL反应烧杯中，加入50g水和50g乙醇搅拌均匀配成悬浮液，升温至80℃。其次，将改性剂溶于适量乙醇中，在超声清洗仪中分散超声10min，然后，当温度升高到设定值时，向装有重质碳酸钙的反应烧杯中加入改性溶液并搅拌一段时间。反应完成后，用水和乙醇反复洗涤多次，并于60℃真空干燥12h，制得改性碳酸钙。

（2）干法改性：取一定量碳酸钙粉体于高速混料机中，待碳酸钙粉体升温至80℃时，雾化喷洒改性剂，得到改性后碳酸钙。

（3）复合改性：称取500g重质碳酸钙粉体于高速混料机内进行搅拌，升温使重质碳酸钙粉体温度升高至120℃。在高速混料机搅拌的过程中，喷洒一定量雾状表面改性剂FD-1106和OA，然后混合搅拌一定时间，得到复合改性剂改性的重质碳酸钙粉体。

测试与表征：活化率测定、吸油值测试和粒径分析。

改性效果：（1）当DL-411、SA、FD-1106和OA这4种表面改性剂添加量分别为重质碳酸钙质量的1.5%、1.0%、1.5%和1.0%时，改性效果最好，改性后的碳酸钙颗粒分散性和活化率提高，吸油值减小。

（2）湿法改性效果相对更加明显，但干法改性工艺更加简单，易于操作，在更大程度上能节约成本，因此干法改性更适合工业化生产。

（3）改性后的4种重质碳酸钙的红外测试结果证明重质碳酸钙被改性剂改性成功。对其粒径进行分析表明，四种改性剂改性后重质碳酸钙平均粒径均明显减小，其中经过OA改性后的重质碳酸钙平均粒径的减小量最大（23.6%），活化率达到98.8%。

（4）选用烷基改性聚硅氧烷偶联剂（FD-1106）和OA对碳酸钙进行复合自组装改性，当复合改性剂配比（FD-1106:OA）为1:1，复合改性剂添加量为1%、反应10min、反应温度110℃时，碳酸钙改性效果最好，改性后碳酸钙的平均粒径为8.45μm，活化率达到99.6%。当在PBAT/PLA中填充30%碳酸钙时，PBAT/PLA/碳酸钙复合薄膜的机械性能达到最佳，其横向与纵向拉伸强度分别为19.37MPa和29.67MPa。此时复合薄膜为疏水性材料，疏水角为95°。

配方13：水性复合改性剂改性

改性剂：聚乙二醇-300（PEG-300）、十二烷基硫酸钠（SDS）和硬脂酸钠。

改性方法：称取重质碳酸钙500g，复合改性剂10g，量取纯水7mL在80℃下水浴加热，制成水性复配改性剂溶液，待用。将重质碳酸钙粉体置于高速混合机中，加热至100~110℃，而后缓慢滴加上述改性剂水溶液，先高速改性5min，停止搅拌，打开混合机上盖，水分挥发10min，再高速改性20min，物料温度全程控制在100~110℃，即可得到活化重质碳酸钙粉体。

测试与表征：吸油值、沉降体积、表面形貌、PP/重质碳酸钙复合材料性能。

改性效果：PEG-300，SDS和硬脂酸钠的质量比为6:2:2时，表面改性效果最佳，重质碳酸钙粉体的吸油值从32.7mL/100g降至15.5mL/100g，沉降体积从4.1mL/g降至1.0mL/g。水性复合改性重质碳酸钙粒径小、分散性更高，复合材料的结晶性能更好。水性复合改性剂的活化性能及其复合材料的力学性能均优于对照品硬脂酸；随着重质碳酸钙粉体含量的增加，PP/重质碳酸钙复合材料的力学性能先增大后减小，质量分数为30%时力学性能最佳。弯曲强度达到45.75MPa，拉伸强度达到32.58MPa。

配方14：高分子乳液干法改性

改性剂：高分子乳液。

改性方法：将碳酸钙放入烘箱在110℃进行干燥24h，去除水分后，称取一定质量的干燥的重质碳酸钙粉加入到三颈烧瓶，放入80℃的水浴锅中电动搅拌，转速为500r/min，在三颈烧瓶中加入高分子乳液，电动搅拌50min，冷却出料即为改性重质碳酸钙。

测试与表征：活化率、FT-IR、XRD、SEM、Zeta电位。

改性效果：当改性温度为80℃，改性时间为50min，转速为500r/min，高分子乳液用量为咸丰重质碳酸钙质量的3%时，改性碳酸钙的活化率达90.8%，改性效果较好。利用FT-IR、XRD、SEM、Zeta电位对碳酸钙进行表征，结果表明，高分子乳液已成功接枝到碳酸钙表面。改性碳酸钙的特征衍射峰向高角度偏移，但高分子乳液改性并未改变响碳酸钙晶型。改性碳酸钙的Zeta电位从14.1mV提高到29.8mV，粒径较小，分散性有所增强。

配方15：双棕榈酰酒石酸二酯改性

改性剂：双棕榈酰酒石酸二酯。

改性方法：（1）双棕榈酰酒石酸二酯的合成：取10.3g棕榈酸于圆底烧瓶中，搅拌下缓慢滴入10mL氯化亚砜，滴加完毕后升温至80℃反应3h至溶液呈透明状。减压旋蒸除去过量的氯化亚砜，加入5mL甲基叔丁基醚继续旋蒸，得到棕黄色棕榈酰氯。将棕榈酰氯用二氯甲烷溶解后转入三口烧瓶中，冰水浴条件下加入16.8mL三乙胺。称取3.0g酒石酸，用丙酮加热溶解后滴加到三口烧瓶中，完毕后升温至室温反应过夜。抽滤，滤液减压旋蒸后成膏状固体粗产品，丙酮重结晶2次，干燥后得到白色固体，即为目标产物双棕榈酰酒石酸二酯。

（2）重质碳酸钙改性：称取一定量碳酸钙粉末，加水搅拌形成浆液后置于恒温水浴锅中加热，固定搅拌转速为450r/min。待加热到所需温度时加入适当质量分数的改性剂，继续恒定温度搅拌反应一段时间。抽滤、烘干、研磨至粒径＜250μm，得到碳酸钙改性产品。

测试与表征：吸油值、沉降体积、活化度。

改性效果：双棕榈酰酒石酸二酯改性粒径为10μm的重质碳酸钙的最优条件为改性剂用量为2.0%，改性时间为55min，改性温度为60℃。在此条件下改性碳酸钙的吸油值从0.2780mL/g下降到0.2039mL/g，沉降体积从1.3mL/g下降到0.3mL/g，活化度从0提高到98.58%，改性效果显著。用双棕榈酰酒石酸二酯改性碳酸钙与硬脂酸改性碳酸钙相比，前者的吸油值、沉降体积都比后者更低，而且活化度更好，这说明具有双疏水链、双羧酸的双棕榈酰酒石酸二酯的改性效果比传统单链的硬脂酸的改性效果要好。

配方16：桐酸酸酐水解物干法改性

改性剂：以桐油酸为原料，与顺丁烯二酸酐经过Diels-Alder反应，合成桐酸酸酐，将其水解得到具有多作用点的三羧基桐酸酸酐水解物改性剂。

改性方法：（1）桐酸酸酐水解物的合成：在三口烧瓶内加入20.0g桐油酸，不断搅拌下加热到65℃并恒温，开始加入3.6g顺丁烯二酸酐，当顺酐全部溶解后，升温至140℃左右，反应90min，得到棕黄色黏稠的桐酸酸酐；将桐酸酸酐溶于一定量的丙酮中配成丙酮溶液，加入适量的水将酸酐水解，室温静置30min后，即得到桐酸酸酐水解物。

（2）采用干法改性重质碳酸钙：将100g重质碳酸钙干粉加入高速分散机中，升温至50℃，滴加一定质量的桐酸酸酐水解物的丙酮溶液，滴毕充分混合搅拌15min，改性完成后干燥至恒质量，粉碎，200目过筛，即得到改性的重质碳酸钙。

测试与表征：活化度、吸油值、接触角、黏度，并制备碳酸钙/PVC复合材料测试性能。

改性效果：桐酸酸酐水解物用量为碳酸钙1.5%（质量分数），对碳酸钙具有最佳改性效果，活化度可达83.40%，吸油值降为28.29mL/100g，黏度降低46.36%，水的接触角为99°。改性碳酸钙填充到PVC材料中，可使复合材料的缺口冲击强度由8.455kJ/m2增加到10.216kJ/m2，断裂伸长率由16.12%增加到24.52%，改性碳酸钙对PVC材料起到增韧的作用。

配方17：Span60改性

改性剂：山梨糖醇酐单硬脂酸酯（Span60）。

改性方法：按一定的球料比称取一定质量的干燥过的重质碳酸钙粉体和球磨珠放入洁净干燥的球磨罐中。准确称取一定量的改性剂，使之溶于一定量的无水乙醇，然后倒入球磨罐中，启动球磨机进行改性。球磨后取出浆料，放入干燥箱中恒温80℃进行干燥，冷却至室温，研磨后得到改性重钙粉体样品。

测试与表征：活化度、沉降体积、吸油值、粒度。

改性效果：改性后重钙粉体表面的活化度提高了，沉降体积、吸油值和粒度减小了。表明改性剂Span60已经成功吸附在重钙粉体表面，改善了重钙粉体的表面性能。改性剂用量对改性效果影响最大，其次是球料比、球磨时间和球磨转速。改性的优化工艺条件为：球磨转速为300r/min、球磨时间为1.5h、球料比为8∶1、改性剂用量为2.0%，该条件下改性重钙粉体的活化度达到99.2%。

配方18：聚醋酸乙烯酯聚合改性

改性剂：聚醋酸乙烯酯。

改性方法：（1）聚醋酸乙烯酯直接改性。将研磨得到的重质碳酸钙浆液升高温度至90℃，在高速搅拌下，加入已聚合好的聚醋酸乙烯酯，在90℃下搅拌1h，完成改性。

（2）聚醋酸乙烯酯原位聚合改性。向研磨得到的重质碳酸钙浆料加入聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠，将浆料温度升高至90℃，开动乳化机使聚乙烯醇完全溶解，进行降温。降温至68~70℃，依次加入op⁃10，醋酸乙烯酯总添加量的30%，搅拌20min，加入醋酸乙烯酯（总添加量）当量的0.5%过硫酸钾，反应30min后，缓慢滴加剩余醋酸乙烯酯和醋酸乙烯酯（总量）当量的0.5%过硫酸钾，滴加过程控制温度68~70℃。醋酸乙烯酯滴加完毕后，体系温度升高至90~95℃，使用10%碳酸氢钠溶液调整体系pH=6~7，直至反应结束，完成改性。

（3）硬脂酸改性。将研磨得到的重质碳酸钙浆液升高温度至90℃，在高速搅拌下，加入已加热融化的硬脂酸，保持温度并搅拌1h，完成改性。重质碳酸钙的脱水、干燥及粉碎：将改性得到的重质碳酸钙浆液使用离心机进行脱水，得到改性重质碳酸钙滤饼。将滤饼放置于烘箱中，110℃进行干燥，干燥至滤饼水分小于0.3%，视为滤饼干燥完成。将干燥好的滤饼放入气流粉碎机中进行粉碎、筛分，经过粉碎、筛分得到的粉体，即为用于PVC造粒的重质碳酸钙粉体。

测试与表征：热重测试、红外光谱测试、PVC性能测试。

改性效果：（1）需要在碳酸钙浆液中进行聚合反应才能让聚醋酸乙烯酯吸附于碳酸钙表面。

（2）使用聚醋酸乙烯酯改性的碳酸钙比使用硬脂酸改性的碳酸钙更能使PVC制品色相接近重质碳酸钙本色，主要是由于聚醋酸乙烯酯的改性能减少碳酸钙与PVC树脂之间的摩擦力，降低熔体黏度，减少了PVC树脂在塑化过程中发生的分解。

（3）通过使用聚醋酸乙烯酯（原位聚合法）改性的碳酸钙比使用硬脂酸改性的碳酸钙在PVC材料中表现出了更强的力学性能，主要是由于聚醋酸乙烯酯改善了碳酸钙与PVC树脂之间的相容性及提供弹性体。

（4）通过使用聚醋酸乙烯酯（原位聚合）改性的碳酸钙比使用硬脂酸改性的碳酸钙在PVC彩色注塑件中表现出了更好外观，主要是由于聚醋酸乙烯酯有效的解决了重质碳酸钙与PVC树脂之间的相容性问题。

配方19：淀粉包覆改性

改性剂：淀粉为主要改性剂，以硬脂酸钠和六偏磷酸钠为辅助剂。

改性方法：采用天然高分子淀粉为改性剂，先将淀粉与填料重质碳酸钙混合均匀并配制成一定比例和浓度的悬浊液，然后搅拌分散并加热至95℃，反应一段时间后加入一定量的硬脂酸钠水溶液，复合反应一段时间使混合物中的淀粉获得一定的疏水性，反应一段时间后进行降温处理，以提高淀粉利用率，随后加入一定量的六偏磷酸钠溶液，使溶于水中的淀粉交联析出，进一步提高淀粉利用率，并提高包覆于重质碳酸钙表面的复合物的抗剪切能力。

测试与表征：白度、不透明度、Zeta电位、粒度及其分布，加填纸的光学性质和强度性质。

改性效果：（1）改性重质碳酸钙较佳工艺条件为六偏磷酸钠用量为1.5%，共混物浓度为20%，沉淀反应温度为60℃和搅拌速度为200rpm。

（2）重质碳酸钙改性后白度和不透明度略有降低，Zeta电位由正值变为负值，改性重质碳酸钙的粒度约为未改性重质碳酸钙的6倍，一致性约为后者的1/11，粒度分布范围变窄。

（3）在相同灰分含量条件下，改性重质碳酸钙加填纸在强度性能和Z向纤维结合强度明显高于未改性重质碳酸钙加填纸。在光学性质上，改性重质碳酸钙加填纸的白度和不透明度都低于未改性重质碳酸钙，但两者相差不大。随着加填量的增加，先是未改性重质碳酸钙的留着率高于改性重质碳酸钙，后是改性重质碳酸钙的留着率高于未改性重质碳酸钙，但总体上留着率相差不大。随着阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）用量的增加，先是改性重质碳酸钙的留着率高于未改性重质碳酸钙，后是未改性重质碳酸钙的留着率高于未改性重质碳酸钙，但总体上留着率相差也不大。重质碳酸钙的淀粉改性能够改善烷基烯酮二聚物（AKD）在加填纸中的施胶效果。

配方20：钛酸酯偶联剂与气流粉碎一体化处理

改性剂：钛酸酯偶联剂，改性剂溶液中钛酸酯偶联剂的质量分数为50%，溶剂为无水乙醇。

改性方法：采用气流粉碎与表面改性一体化处理方式，先将1.5kg的重钙颗粒加入气流粉碎腔中，然后采用蠕动泵将改性剂溶液通过雾化喷嘴喷入改性腔中，同时开启超音速粉碎喷嘴用高压空气，对粉碎腔中的重钙颗粒进行粉碎，实现重钙颗粒气流粉碎同时表面改性处理的目的。每5min后对粉碎得到的超细重钙粉进行称重，然后在粉碎腔中添加相同质量的重钙粉以保持粉碎腔中的重钙粉质量不变。30min后结束粉碎与改性一体化实验。

测试与表征：采用粉碎出料速率来评价重钙颗粒的气流粉碎效果，在相同的分级轮转速条件下，粉碎出料速率越快，表明重钙颗粒粉碎能耗越低，粉碎效果越好。采用粉体的粒度分布来研究改性过程对重钙超细粉粒度是否有影响，当重钙粉体的粒度变化不大的情况下，其出料速率越快，表明粉碎效果越好。采用超细重钙-液体石蜡体系的黏度来评价重钙粉表面改性的效果，黏度越低，表明超细重钙粉与有机基体相容性更好，其在有机基体中更容易分散均匀，其表面改性效果也越好。

改性效果：在气流粉碎的同时进行表面改性处理，可以提高超细重钙粉的出料速率，当粉碎气流温度为60℃，改性剂溶液中偶联剂的质量分数为50%，改性剂溶液流量为1.5mL/min时，重钙颗粒的粉碎出料速率由21.0g/min提高到56.7g/min，出料速率提高了170%；在气流粉碎的同时进行表面改性处理，可以得到与有机基体具有良好相容性的重钙粉；在气流粉碎的同时进行表面改性处理，表面改性过程对超细重钙粉的粒度影响不明显，其粒度主要是由分级轮转速来决定。

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来源：中国粉体技术网