分散劑在碳酸鈣研磨中的應用
1、前言
近10年來,隨著中堿性造紙和涂布加工技術的發展,碳酸鈣作為涂布顏料和填料在北美和歐洲得到了廣泛的應用。在我國,碳酸鈣在涂布顏料中也逐漸占據了主導地位。
碳酸鈣在自然界中有多種存在形態,而對造紙涂料有用的是方解石。但天然方解石必須經過機械粉碎、研磨、分級,制成細微的顆粒(我們稱之為重質碳酸鈣或研磨碳酸鈣,GCC),方可用于紙張涂料的制備。
分散劑是靠吸附在顏料顆粒表面,產生靜電斥力和空間位阻,從而使得顆粒能以懸浮態穩定地存在。碳酸鈣研磨中有了分散劑的幫助,才能得到高固含量、低粘度的碳酸鈣漿料,研磨效率也得以提高,并能節約研磨所需耗費的能量,通用的分散劑有三大類,即無機類、有機類和高分子類,而目前普遍采用的是高分子類分散劑。相比之下,高分子類分散劑具有以下優點:
(1)無機分散劑會對導電率、介電常數帶來不良影響,在某些領域內使用受到限制,而高分子類分散劑則不受這個限制
(2)與有機類分散劑不一樣,高分子類分散劑在生產時具有可控的分子量,而較高的分子量有較好的分散穩定性
(3)高分子類分散劑分散能力強,穩定效果好,對分散體系中的離子、pH值、溫度等因素敏感程度小
(4)高分子類分散劑可顯著降低分散體系的粘度,改善分散體系的流變性,能節省機械操作時所需的能源。
基于以上優點,無論是在碳酸鈣的研磨中,還是在紙張涂料的制備中,都廣泛采用了高分子類分散劑。
在涂料中碳酸鈣可作為白色顏料,起一種骨架作用,碳酸鈣在涂料工業中可作為體質顏料。由于碳酸鈣顏色是白色,在涂料中相對膠乳,溶劑價格都便宜,而且顆粒細,能在涂料中均勻分散,所以是大量使用的體質顏料。由于環保意識的提高,在建筑方面涂料已大量用水性涂料,由于碳酸鈣是白色又親水,價格又便宜,所以獲應用。碳酸鈣的填入可以增強底漆對基層表面的沉積性和滲透性。在涂料中膩子是用來填平基面,是整體涂料的中間層,不論什么膩子都需要加大量填料,膩子中的填料主體是重質碳酸鈣,再少量加一些鋅鋇白以增加粘性防止漆層松散,同時適當地加入沉淀碳酸鈣以便干后打磨。
在金屬防銹涂料中,碳酸鈣是體質顏料,還有一點防銹作用,在金屬防銹涂料中碳酸鈣的適當用量為30%。
生產過程中,碳酸鈣不可避免地會沾在手上,同時漂浮于空氣中的顆粒粉塵也會落在工人頭發、臉上和脖子上,對皮膚膜有刺激作用,如果暑天遇汗水解,產生堿性物質,對皮膚粘膜的刺激就更大,因為人體皮膚所生存的環境為弱酸性環境,這樣在粉塵堿性作用下破壞了皮膚的基本生存環境,碳酸鈣使皮膚變得干燥、粗糙,并伴有搔癢感覺,使人體不適,嚴重者會引起、膿皮病、皮膚皸裂和大量毛發脫落,影響和干擾了工人正常工作和生活。