탄산칼슘 표면 처리가 되지 않은 경우 수지와의 상용성이 좋지 않습니다. 이로 인해 폴리머 매트릭스 내 불균일한 분산이 발생하여 복합 재료의 계면 결함이 발생할 수 있습니다. 결과적으로 재료의 기계적 강도가 감소합니다. 이러한 문제는 탄산칼슘의 첨가량이 증가할수록 더욱 두드러집니다. 따라서, 표면 개질 필수적입니다. 탄산칼슘 개질제를 이용한 표면 개질은 탄산칼슘과 유기물의 계면 적합성 및 친화도를 증가시킵니다. 이는 고무나 플라스틱과 같은 복합 재료와 결합 시 탄산칼슘의 물리적 특성을 향상시킵니다.
탄산칼슘의 선택 표면 개질제
표면 처리제에는 여러 종류가 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 상업용 표면 처리제는 스테아르산, 티타네이트 커플링제, 알루미네이트 커플링제의 세 가지 범주로 나뉩니다. 다른 옵션으로는 실란 커플링제와 인산염 커플링제가 있습니다.
스테아르산은 가장 저렴하고 폴리염화비닐(PVC) 플라스틱에 가장 적합합니다. 탄산칼슘 표면을 유기물로 만들 뿐만 아니라 PVC의 외부 윤활제 역할도 합니다. 폴리올레핀 플라스틱의 경우, 스테아르산은 탄산칼슘 처리에도 사용할 수 있지만, 많은 양이 필요합니다. 화학 반응이 일어나지 않고 코팅 역할만 하기 때문에 전체적인 효과는 커플링제만큼 좋지 않습니다.
탄산칼슘 표면 처리에는 여러 가지 커플링제를 사용할 수 있습니다. 하지만 각 커플링제는 고유한 특성을 가지고 있습니다. 티타네이트 커플링제는 대부분 액상이고 도포하기 쉽지만, 색상이 어두운 경향이 있어 높은 백색도를 요구하는 제품에는 적합하지 않습니다. 알루미네이트 커플링제는 티타네이트보다 저렴하며, 흰색 또는 연한 노란색을 띠어 백색 제품을 만드는 데 유리합니다. 하지만 일반적으로 고체 왁스 물질이기 때문에 용융 및 도포에 충분한 시간이 필요합니다. 실란 커플링제는 가격이 비싸고 짧고 유연한 탄소 사슬을 가지고 있습니다. 이는 충전 플라스틱의 가공 유동성에 영향을 미칩니다.
표면 처리제를 선택할 때는 가격과 효과를 모두 고려해야 합니다. 특히, 처리된 탄산칼슘을 어떤 플라스틱이나 제품에 사용할 것인지를 고려하는 것이 중요합니다.
표면 개질제 사용을 위한 핵심 사항
커플링제를 사용할 때 가장 중요한 점은 탄산칼슘 입자 전체에 빠르게 도달하여 반응하여 화학 결합을 형성하는 것입니다. 이를 위해서는 고속 분사가 필요하며, 화학 반응을 촉진하기 위한 적절한 온도가 필요합니다.
수소 양성자(H+) 문제도 있습니다. 탄산칼슘의 수분 함량이 높으면 커플링제가 탄산칼슘 표면의 히드록시기와 반응하는 대신 물(H+는 H2O에서 생성됨)과 먼저 반응할 수 있습니다. 이로 인해 표면 처리가 효과적이지 않을 수 있습니다.
따라서 원하는 결과를 얻으려면 빠른 분배, 적절한 온도, 물이 전혀 없어야 합니다.
커플링제를 먼저 용매에 녹여야 하는지, 처리 장비에 분무해야 하는지, 아니면 배치별로 첨가해야 하는지와 같은 요소는 실제로는 그렇게 중요하지 않은 것으로 나타났습니다.
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