中國粉體網訊 在重質碳酸鈣(GCC)的超細研磨過程中，隨著研磨的進行，細小顆粒的含量逐漸增加，平均粒徑減小，表面積增加，GCC研磨漿液的懸浮穩(wěn)定性發(fā)生變化，因此對研磨用分散劑的分子量及其分布、電荷密度等性能要求也隨之發(fā)生變化。也就是說，隨著重鈣粉粒度變小，對分散劑會有更高性能要求。
圖1不同分散劑在碳酸鈣漿料中 TEM圖
一般來說，分散劑分為三大類，即無機類(如二硅酸鈉、六偏磷酸鈉等)，有機類(如烷基苯磺酸鹽等)和高分子類(如聚丙烯酸衍生物、聚羧酸鹽等)，而目前普遍采用的是高分子類分散劑，即超分散劑。
一、重質碳酸鈣濕磨分散劑介紹
在工業(yè)生產中，按照研磨階段不同，研磨分散劑一般分為兩種：前段分散劑和后段分散劑。一般來說，后段分散劑較前段分散劑分子量小、電荷密度高、合成工藝復雜、生產成本高。實際生產中，以小于2μm含量為65%為分界點，即粒徑等級達到65級之前使用的是前段分散劑，達到65級之后再繼續(xù)研磨時，改用后段分散劑。
目前，在工業(yè)生產中廣泛使用的前段分散劑是，低分子量聚丙烯酸鈉。由于其生產工藝較為成熟，國內多家化工廠已經實現了工業(yè)生產，且產品的使用效果也都較為理想。但是，關于后段分散劑還有許多技術問題需要解決。現在廣泛使用的后段分散劑是，聚丙烯酸類的高分子化合物，一般以丙烯酸為主要單體、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、衣康酸(IA)、苯乙烯、烯丙基磺酸鈉等有機單體中的一種或幾種單體為輔助單體，采用通用自由基聚合法或活性可控自由基聚合法共聚。
總的來說，前段分散劑和后段分散劑的作用機理相似，都是在研磨過程中，吸附在無機顏料表面，產生空間位阻和靜電斥力，從而使顏料粒子能以懸浮態(tài)穩(wěn)定地存在于GCC漿液中而不發(fā)生聚沉。在GCC研磨過程中加入了合適的分散劑，才能使GCC研磨漿液的黏度降低，使研磨順利進行，得到高固含量、低黏度的GCC漿料,研磨效率也得以提高，并能降低研磨能耗。
二、重質碳酸鈣濕磨分散劑效果研究
1、研磨過程分散劑添加方式對碳酸鈣研磨效果的影響
圖2分散劑添加方式對GCC漿液表觀黏度和粒徑的影響
觀察圖2得知：在碳酸鈣研磨過程中，分段多次加入分散劑有助于減小產品粒徑，并可以持續(xù)降低其表現黏度;此外，分散劑加入時，添加時間的選擇需要精準把握，可減少分散劑用量，提高產品質量穩(wěn)定性。
2、分散劑用量對碳酸鈣研磨效果的影響
圖3分散劑用量對碳酸鈣粒徑和粘度的影響
觀察圖3得知：增加分散劑的用量有助于研磨進行，且黏度和粒徑性能都有不同程度的改善，因此在研磨過程中需要根據產品要求選擇性價比較合適的研磨分散劑用量。
3、不同分散劑對碳酸鈣研磨效果的影響
為驗證自制分散劑對研磨碳酸鈣研磨分散性能,與市售兩種產品進行了對比應用,2#、3#分散劑均由國內某代理公司提供，其中2#由日本某企業(yè)、3#為德國某企業(yè)生產。
表Ⅰ不同分散劑對研磨碳酸鈣的影響效果
圖4不同分散劑對研磨碳酸鈣的影響效果
三、國外對高分子分散劑的研究
國外對高分子分散劑的研究開始于20世紀70年代，并于80年代中期正式提出了高分子分散劑(超分散劑，hyperdispersant)的概念，同時推出了相關產品。至90年代中期，高分子分散劑以其獨特的應用功能， 在眾多的分散劑中脫穎而出，成為最引人注目的分散助劑。ICI、Dupont等許多國際大公司都已經成功開發(fā)出了一系列的高分子分散劑，眾多跨國公司“攜”分散劑大量涌入中國。而隨著經濟的快速發(fā)展，中國也成為了亞太地區(qū)最大的分散劑市場。
1、ICI公司的Solsperse系列
ICI是英國帝國化學工業(yè)集團的簡稱，是一個全球性的化工集團，是財富世界500強企業(yè)之一。其主要業(yè)務范圍包括油漆業(yè)務;粘膠劑，食品及工業(yè)淀粉，合成樹脂業(yè)務;食品香料及調味品業(yè)務；樹脂添加劑及催化劑業(yè)務等。
Solsperse系列的高分子分散劑影響最大，適用于各種有機顏料和無機顏料的分散。它們可以明顯地降低研磨基料的粘度，提高研磨分散速率。是12-羥基硬脂酸的聚合物，屬于聚酯型高分子分散劑。
2、Daniel公司的Disperse-AYD系列
德國丹尼爾公司成立于1877年，是一家綜合性高科技跨國公司，在全球70多個國家和地區(qū)建廠。主要研究內容包括：化工產品、塑料、環(huán)�？茖W、造紙、醫(yī)藥、中間體、農藥、化工、生物信息、生物肥料、食品、保健品等。
該公司AYD系列高分子分散劑具有多種功能，如加速顏料粒子的潤濕，增加分散體的含固量;降低研磨基料粘度，增加研磨效率及產出量;分散體具有高的顏色飽和度與著色強度;長時間穩(wěn)定性好。其主要組分是改性的熱塑性聚丙烯酸樹脂、丙二醇單甲醚酸性溶液。
3、畢克化學公司的Disperse BYK系列分散劑
畢克化學助劑和儀器事業(yè)部是全球助劑和測量儀器的領先供應商之一。該公司的高分子分散劑DISPER BYK系列，組分主要是高分子嵌段共聚物，包括聚丙烯酸酯類、聚酞胺等，對顏料粒子表面的吸附作用強，明顯地改進潤濕效果，縮短研磨時間，有優(yōu)良的抗絮凝作用，阻止其分散粒子重新聚集，尤為適于制備溶劑型涂料；不影響涂料表面的耐久性能。
4、美國美利肯化工集團有限公司的BNK-NSF系列高分子分散劑
美利肯化工集團始創(chuàng)于1900年，主要從事一些特殊化學品的制造與研發(fā)，特別是涂料油墨助劑/分散劑，得到多家知名涂料和油墨公司的應用，這一系列產品適用于作印墨的潤濕劑和穩(wěn)定劑，可以提高印墨著色強度，改進墨性。
該公司對高分子分散劑的研究主要集中在AB型嵌段共聚物和接枝共聚物方面。他們開發(fā)的以羧基為尾基的聚甲基丙烯酸甲酸(AB)型分散劑， 以羧酸基為錨基, 丙烯酸酯為溶劑化鏈。對TiO2 進行分散， 所得分散體系顯示出良好的分散穩(wěn)定性。
5、美國羅門哈斯公司
美國羅門哈斯公司成立于1909年，并于1979年進入中國，先后在中國建立了北京東方羅門哈斯有限公司、上海東方羅門哈斯有限公司和上海羅門哈斯化工有限公司。
其造紙用碳酸鈣分散劑ACUMER9400，是一種低分子量的固體含量為42.5的聚丙烯酸鈉鹽溶液，在任何溫度均能降低(填料)漿料的粘度，特別適合于需要長時間較高溫度的各種顏料(填料)系統(tǒng)。
參考來源
李祥祥，等：分散劑在碳酸鈣研磨中的作用，天津科技大學造紙學院
張雪，等：重質碳酸鈣濕法超細研磨分散劑的應用研究，天津市制漿造紙重點實驗室
搜狗百科，ACUMER 9400碳酸鈣分散劑
美國BNK助劑
百度百科，ICI公司
德國丹尼爾公司
比克化學公司
