中國粉體網訊 納米碳酸鈣作為一種性能穩定、易加工的新型功能性無機材料，被廣泛應用于橡膠、硅酮密封膠、塑料、涂料、油墨及造紙等行業。其超細的粒徑及高比表面積，使得其具有一般無機填料所沒有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應及宏觀量子效應；應用于硅酮膠中既可以降低成本，也能賦予硅酮膠良好的補強、粘結、流動和觸變性能。
青州宇信 硅酮膠用納米碳酸鈣
不過，納米CaCO3直接應用于有機材料中還不能充分發揮自身優勢，存在以下兩種缺陷：一是，納米CaCO3的表面自由能較大，由分子間力、靜電作用和氫鍵等因素易引起CaCO3粉末的團聚；二是，納米CaCO3表面有一定量導致其呈強堿性的羥基官能團，因而與聚合物之間的親和性變差，顆粒之間易發生團聚而使納米CaCO3在高聚物中的分散極不均勻，進而使CaCO3和高聚物間產生界面缺陷，導致密封膠的力學性能下降。
而經過表面改性處理的納米碳酸鈣，其晶型、粒徑、比表面積、疏水性、流動性等指標被有效“控制”，可使硅酮膠制品獲得優良的觸變性、黏接性、抗老化性和拉伸性等優異性能。例如，經脂肪酸表面改性的納米碳酸鈣表面由親水變為疏水，表面勢能降低，極大改善了與有機材料之間的相容性和潤濕性，應用于硅酮密封膠可解決易流淌、擠出性差、強度低等填充普通碳酸鈣后出現的缺陷。
對硅酮膠而言，采用不同的表面處理劑處理納米碳酸鈣，能得到性能不同的產品；納米碳酸鈣的指標始終與制品性能相互作用。
一、硅酮膠用納米碳酸鈣表面處理劑的選擇
1軟脂酸鈉
可以降低碳酸鈣吸油值，增加基膠的稠度，提高硅酮膠擠出性，降低了強度，而提高了伸長率。
2偶聯劑
提高碳酸鈣吸油值，降低基膠稠度，降低擠出性，提高了強度，而降低了伸長率。
潘熙寶等通過預處理的改性方式，將傳統的硅烷偶聯劑成功用于碳酸鈣的表面改性，從而改善納米碳酸鈣在硅酮密封膠中的分散性，使后者在流變性能、力學性能和粘結性能方面均有不俗的表現。此外，隨著改性劑中胺基官能團數量的增加，密封膠在耐水粘結性能方面的表現更為出色。
3硬脂酸鈉與偶聯劑復合改性劑
可以提高強度與伸長率，不同的表面處理劑處理納米碳酸鈣，得到性能不同的密封膠。
4晶型控制劑
據劉亞雄實驗研究，以甘氨酸、硫酸鋅、檸檬酸、六偏磷酸鈉四種不同晶型控制劑處理納米碳酸鈣。其中采用甘氨酸為晶形控制劑的A試驗，其粒度最小，吸油值最低，比表面積最大，制備的膠稠度在合理的范圍內，下垂度小，成品膠的拉伸強度高，斷裂伸長率大。晶形控制劑的效果依次為甘氨酸>硫酸鋅>檸檬酸>六偏磷酸鈉。
二、硅酮膠性能與碳酸鈣粉體性質
1降低水分——改善固化性
納米CaCO3結晶水含量是影響硅酮密封膠固化性能的一個關鍵因素。CaCO3的顆粒表面具有親水疏油性，且極性相當高，易與極性水分子相結合而增加其結晶水含量，因此所制得的膠體表干時間較長，固化較慢;油酸對納米CaCO3進行表面改性后，其表面呈親油疏水性，從而降低納米CaCO3粉體的結晶水含量，進而縮短表干時間、改善固化性能。
2提高分散性——改善伸長性
納米CaCO3進行表面改性處理，減小了納米CaCO3顆粒的表面能，提高了其分散性，進而加大其與高聚物的親和性，同時克服了共混時因生熱而引起的粘混現象，故拉伸伸長性能明顯改善。
3增大比表面積——改善強度和伸長率
增加晶形控制劑的用量，可以提高納米碳酸鈣的比表面積，增大拉伸強度和伸長率，比表面積控制在合適的范圍時，具有良好的分散性、強度和伸長率等。
4規整形貌——增加彈性和伸長率
納米碳酸鈣晶形為棒形、紡形、柱形、片狀時分散性不好，具有較高的吸油值，密封膠的粘度大，彈性差，伸長率差；納米碳酸鈣晶形為立方體和菱形時分散性良好，粒子很規整，具有較低的吸油值，可以提高密封膠的拉伸強度和伸長率。
結語
隨著社會的進步與發展，大型玻璃幕墻的普及和使用，汽車人均占有率不斷提高，以及工業的發展進步，硅酮膠銷量和需求已經形成穩定規模。從總體上看，低端硅酮膠將不斷地被市場淘汰，取而代之的是更加符合環保要求的，高質量高性價比的高端硅酮膠產品。
因此，像納米碳酸鈣這類高性價比的，且具備補強效果或功能性的填加物料的應用會越來越廣泛，不僅量的需求會穩步增長，針對性的功能化需求勢必是產業長期穩定的增長點。
參考來源
劉亞雄，等：納米碳酸鈣在密封膠中的應用研究，青州宇信鈣業股份有限公司
景亭，等：改性納米碳酸鈣用于硅酮膠擠出性研究，山西蘭花華明納米材料股份有限公司
潘熙寶，等：不同胺基硅烷偶聯劑在納米碳酸鈣改性中的應用及其對硅酮膠性能的影響，連州市凱恩斯納米材料有限公司
尚夢，等：納米碳酸鈣的改性及其在硅酮膠中的應用，廣東阜和實業有限公司
