中國粉體網(wǎng)訊 納米碳酸鈣粒子細(xì)小，在干燥過程中，由于水分揮發(fā)，粉體收縮，其顆粒易發(fā)生團(tuán)聚。同時納米碳酸鈣的微孔多，吸水能力強(qiáng)，遇濕度較大的環(huán)境極易返潮，水分難徹底烘干，易造成產(chǎn)品水分超標(biāo)，因此干燥解聚是納米碳酸鈣制備過程中的一個重要步驟。
納米碳酸鈣 圖源：華宇納米
1、納米碳酸鈣干燥常見問題
一般情況下，納米碳酸鈣干燥易出現(xiàn)不均勻，不徹底、能耗高、成本高等問題。一方面，納米鈣干燥時其溫度不宜過高，因為納米鈣都經(jīng)過濕法活性處理，如果干燥溫度過高易引起表面活性劑焦化，導(dǎo)致產(chǎn)品變黃、白度下降，這直接影響了干燥效果。另一方面，干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)和流程大多都較為復(fù)雜，造價較高，增加了納米碳酸鈣的生產(chǎn)成本；因此很多企業(yè)會選擇較為簡易，造價低的設(shè)備，干燥效果稍差，能耗增加。注：一般納米鈣的干燥溫度僅為200~300℃之間，其物料表面溫度應(yīng)低于120℃，這也讓納米碳酸鈣干燥能耗達(dá)到了普通輕鈣的2倍。
2、納米碳酸鈣干燥與水分控制
目前納米碳酸鈣通常采用帶式干燥與盤式干燥結(jié)合、漿葉干燥與閃蒸干燥結(jié)合、帶式干燥與盤式干燥結(jié)合等方法干燥，水分一般在0 .3%-0 .5%，但這些方法只能適用于普通塑料、油墨、玻璃膠、橡膠用納米碳酸鈣等，對于水分要求很嚴(yán)格的高端改性塑料，高端油墨或特種密封膠不適用。例如，MS密封膠（一種基于硅烷封端聚醚的交聯(lián)聚合物）和PU密封膠（一種多元醇與聚氨酯的交聯(lián)聚合物）等，如果水分高，會增加生產(chǎn)密封膠的脫水時間，造成密封膠的貯存穩(wěn)定性不好，在膠瓶中粘度升高或固化，造成膠的擠出性不好或報廢。
納米碳酸鈣常用干燥設(shè)備優(yōu)缺點對比：
（1）帶式干燥機(jī)
熱風(fēng)和物料的接觸面積大, 干燥時間短, 干燥時操作穩(wěn)定、粉塵小、生產(chǎn)能力大。但是這類設(shè)備占地面積大、循環(huán)風(fēng)機(jī)多、動力消耗高。
�。�2）噴霧干燥機(jī)
由于物料在瞬間即可得到干燥, 且其溫度保持在較低的范圍內(nèi), 因而噴霧干燥工藝特別適用于納米活性碳酸鈣的生產(chǎn), 可以獲得最佳改性效果和均勻改性的產(chǎn)品,能防止因局部溫度過高造成改性失效的現(xiàn)象。但這種方法對被干燥的漿料有一定的要求, 濃度或沉淀顆粒尺寸太大, 否則會影響霧化過程, 操作控制也較復(fù)雜,具有一定的局限性。
瞬間干燥, 干燥時間1～5s, 產(chǎn)品不過熱, 品質(zhì)均勻, 流動性好。雖然旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥在納米碳酸鈣生產(chǎn)中的應(yīng)用較為普遍, 但干燥后的粉體團(tuán)聚現(xiàn)象仍是需要解決的問題。
（4）盤式干燥機(jī)
連續(xù)運行，熱效率高；物料受熱均勻，干燥時間短；動力消耗低、噪音小，基于以上優(yōu)勢很適合納米碳酸鈣干燥工藝。但盤式干燥機(jī)投資相對偏高，沒有大型設(shè)備；耙桿，耙葉損壞較常見，需要維護(hù)等。
整體而言，各類設(shè)備各具優(yōu)缺點，搭配應(yīng)用取長補(bǔ)短，已經(jīng)比較普遍。
3、納米碳酸鈣控制水分的意義
碳酸鈣水分控制不好，會直接影響產(chǎn)品品質(zhì)、價格以及應(yīng)用特性。究其原因，如果水分含量過高，鈣粉容易團(tuán)聚，流動性降低，白度降低，容易反堿等。在實際應(yīng)用中，納米碳酸鈣的水分含量對其應(yīng)用性能有直接影響，以塑料、橡膠、膠粘劑應(yīng)用為例。
塑料：在塑料的加工與生產(chǎn)中，普通碳酸鈣產(chǎn)品只能作為一般的填料使用，而經(jīng)過改性的納米碳酸鈣除了作為填充劑，還能起到活性劑和補(bǔ)強(qiáng)劑的作用，可以增加塑料制品體積，提升制品的硬度和強(qiáng)度，改善塑料加工性能，并增強(qiáng)塑料制品的耐熱性、彎曲強(qiáng)度、彈性模量等各項性能指標(biāo)。在水分控制上，應(yīng)不高于0.5%，若水分過高，會使塑料表面產(chǎn)生氣泡或空鼓等現(xiàn)象。
橡膠：添加納米碳酸鈣的橡膠制品在伸長率、壓縮變形、耐屈服性、抗撕裂性方面要遠(yuǎn)強(qiáng)于普通的碳酸鈣。水分控制上，應(yīng)不高于0.5%，若水分過高，則硫化的焦燒時間延長，不利于硫化速率的提升。
膠黏劑：納米碳酸鈣作為膠黏劑的重要填料之一，不僅價格較低，而且與膠黏劑相容性好，可加速膠的交聯(lián)過程，提升觸變性，提高粘結(jié)性、拉伸強(qiáng)度及補(bǔ)強(qiáng)效果。在水分控制上，越低越好，一般要求小于0.5%。若納米碳酸鈣的水分較高，會使膠料粘度增大，造成混煉時間加長，導(dǎo)致產(chǎn)量降低同時能耗增加；同時會造成制品分散性變差，出現(xiàn)顆�；驓馀�。
冠亞水分儀
4、閱讀延伸：粉體水分含量與流動性的關(guān)系
粉末干燥狀態(tài)時，流動性一般較好，如果過于干燥，則會因為靜電作用導(dǎo)致顆粒相互吸引，使流動性變差。當(dāng)含有少量水分時，水分被吸附顆粒表面，以表面吸附水的形式存在，對粉體的流動性影響不大。水分繼續(xù)增加，在顆粒吸附水的周圍形成水膜，顆粒間發(fā)生相對移動的阻力變大，導(dǎo)致粉體的流動性下降。當(dāng)水分增加到超過最大分子結(jié)合水時，水分含量越多其流動性指數(shù)越低，粉體流動性越差。
參考來源：
粉體網(wǎng)、專利之星、水分檢測圈等
《非金屬礦加工技術(shù)與應(yīng)用手冊》，主編：鄭水林，袁繼祖
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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