Stearic acid modified calcium carbonate improves polymer compatibility via surface hydrophobicity enhancement. Its chemical bonding with stearic acid increases particle dispersion stability in composites. This treatment reduces moisture sensitivity while maintaining cost-effectiveness. Enhanced interfacial adhesion enables industrial applications in coatings and elastomers.
ステアリン酸改質炭酸カルシウムの主な利点
- 最適化された疎水性（水接触角 >100°）
- 二重吸着メカニズム（化学的/物理的結合）
- 熱安定性（TGAで300°C以上で分解が確認されている）
- 幅広いマトリックス適応性（エポキシ、ゴム、接着剤）
- エネルギー効率の高い処理（水分耐性 <1%）
ステアリン酸は、比較的安価な一般的な長鎖脂肪酸です。炭酸カルシウムの表面改質剤として最もよく使用されます。主に親油基と親水基の 2 つの部分で構成されています。親水基は、物理化学的吸着によって炭酸カルシウム表面と相互作用します。 これにより、プラスチック、ゴム、接着剤などのポリマー マトリックスにおける粒子の適合性と分散性が向上します。
ステアリン酸（塩）改質炭酸カルシウムは、乾式法または湿式法で製造できます。一般的に、湿式法ではステアリン酸ナトリウムなどのステアリン酸塩を使用します。
ステアリン酸乾燥改質炭酸カルシウム
このプロセスは、材料の安定性を確保するために炭酸カルシウムを乾燥させることから始まります（水分が 1% 未満の場合）。次に、ステアリン酸が表面改質剤として追加され、その親水性基を介した物理化学的吸着が可能になります。これにより、粉末の表面改質が完了し、ポリマーとの適合性が向上します。
When using continuous powder surface treatment equipment, the material and surface modifier are continuously and synchronously fed in. Stearic acid can be added directly in solid powder form. Dosage depends on the powder’s particle size or specific surface area, typically 0.8%-1.2% of calcium carbonate mass.
炭酸カルシウム連続粉体表面処理装置3種類を推奨
Calcium carbonate surface modification requires advanced equipment to ensure uniform coating and industrial efficiency. Three continuous coating systems excel in this field:
ピンミルコーティングマシン
- 高速ローター・ステーター衝突により99%コーティングの均一性を実現します。
- 調整可能な細かさの制御により、20μm 未満の粒子を処理します。
- 乾燥状態での同時研磨とコーティングを可能にします。
ターボミルコーティングマシン
- 遠心力と空気の流れを組み合わせて急速な拡散を実現します。
- 多段混合チャンバーを使用することで、改質剤の消費量を 15% 削減します。
- 大規模生産向けに最大 10 トン/時のスループットを処理します。
- 精密な温度制御により、97% の活性化率を維持します。
3本ローラーコーティング機
- 低投資: 投資コストが低い成熟した技術。
- 効率的なコーティング: 凝集物が最小限でコーティング率が高い。
- 環境上の利点: 動作中に粉塵が発生しません。
- エネルギー効率: 自己摩擦により熱が発生し、エネルギーコストが削減されます。
- 連続生産: 大規模な産業用途に適しています。
表面コーティングの改質には、高速/水平パドルシステムなどの温度制御ミキサーが使用されます。このバッチプロセスには、事前に計量された材料とステアリン酸を使用した 15 ～ 60 分の混合サイクルが含まれます。ステアリン酸の投与量は、炭酸カルシウムの 0.8 ～ 1.5wt/TP3T の範囲です。反応温度は 100°C に維持されます。処理された材料は、表面が完全に吸着された後に梱包のために排出されます。
ステアリン酸をより良く分散させ、炭酸カルシウム粒子と均一に反応させるために、ステアリン酸をあらかじめ溶媒（無水エタノールなど）で希釈することもできます。また、改質時に他の添加剤を適量加えることもできます。
ステアリン酸湿潤改質炭酸カルシウム
湿式改質とは、炭酸カルシウムの表面を水溶液中で改質することです。一般的なプロセスは、まずステアリン酸を鹸化し、次にそれを炭酸カルシウムスラリーに加え、一定期間反応させた後、ろ過して乾燥させます。炭酸カルシウムは、気相よりも液相に分散させやすいです。
また、分散剤を添加することで、分散効果が向上し、液相中の炭酸カルシウム粒子と表面改質分子がより均一に作用します。炭酸カルシウム粒子がステアリン酸を吸着すると、表面エネルギーが低下します。濾過・乾燥後に二次粒子が形成されても、凝集力と結合力が弱まり、硬い凝集体が形成されません。小さなせん断力で再分散できます。
湿式表面改質装置は一般的にはより単純で、主に攪拌機と静的ミキサーを備えた容器です。強力な攪拌により改質活性化効率が向上し、反応時間が短縮されますが、装置の性能要件は高くなります。
湿式表面改質は室温でも行うことができるが、反応時間が長いため、一般的に表面改質を加熱する必要があり、改質温度は一般的に50～100℃程度である。
湿式表面改質法は、湿式法で粉砕された軽質炭酸カルシウムや超微粒子重質炭酸カルシウムの表面改質によく使用されます。