中国粉体网讯 纳米碳酸钙粒子细小，在干燥过程中，由于水分挥发，粉体收缩，其颗粒易发生团聚。同时纳米碳酸钙的微孔多，吸水能力强，遇湿度较大的环境极易返潮，水分难彻底烘干，易造成产品水分超标，因此干燥解聚是纳米碳酸钙制备过程中的一个重要步骤。
纳米碳酸钙 图源：华宇纳米
1、纳米碳酸钙干燥常见问题
一般情况下，纳米碳酸钙干燥易出现不均匀，不彻底、能耗高、成本高等问题。一方面，纳米钙干燥时其温度不宜过高，因为纳米钙都经过湿法活性处理，如果干燥温度过高易引起表面活性剂焦化，导致产品变黄、白度下降，这直接影响了干燥效果。另一方面，干燥设备结构和流程大多都较为复杂，造价较高，增加了纳米碳酸钙的生产成本；因此很多企业会选择较为简易，造价低的设备，干燥效果稍差，能耗增加。注：一般纳米钙的干燥温度仅为200~300℃之间，其物料表面温度应低于120℃，这也让纳米碳酸钙干燥能耗达到了普通轻钙的2倍。
2、纳米碳酸钙干燥与水分控制
目前纳米碳酸钙通常采用带式干燥与盘式干燥结合、浆叶干燥与闪蒸干燥结合、带式干燥与盘式干燥结合等方法干燥，水分一般在0 .3%-0 .5%，但这些方法只能适用于普通塑料、油墨、玻璃胶、橡胶用纳米碳酸钙等，对于水分要求很严格的高端改性塑料，高端油墨或特种密封胶不适用。例如，MS密封胶（一种基于硅烷封端聚醚的交联聚合物）和PU密封胶（一种多元醇与聚氨酯的交联聚合物）等，如果水分高，会增加生产密封胶的脱水时间，造成密封胶的贮存稳定性不好，在胶瓶中粘度升高或固化，造成胶的挤出性不好或报废。
纳米碳酸钙常用干燥设备优缺点对比：
（1）带式干燥机
热风和物料的接触面积大, 干燥时间短, 干燥时操作稳定、粉尘小、生产能力大。但是这类设备占地面积大、循环风机多、动力消耗高。
（2）喷雾干燥机
由于物料在瞬间即可得到干燥, 且其温度保持在较低的范围内, 因而喷雾干燥工艺特别适用于纳米活性碳酸钙的生产, 可以获得最佳改性效果和均匀改性的产品,能防止因局部温度过高造成改性失效的现象。但这种方法对被干燥的浆料有一定的要求, 浓度或沉淀颗粒尺寸太大, 否则会影响雾化过程, 操作控制也较复杂,具有一定的局限性。
（3）旋转闪蒸干燥机
瞬间干燥, 干燥时间1～5s, 产品不过热, 品质均匀, 流动性好。虽然旋转闪蒸干燥在纳米碳酸钙生产中的应用较为普遍, 但干燥后的粉体团聚现象仍是需要解决的问题。
（4）盘式干燥机
连续运行，热效率高；物料受热均匀，干燥时间短；动力消耗低、噪音小，基于以上优势很适合纳米碳酸钙干燥工艺。但盘式干燥机投资相对偏高，没有大型设备；耙杆，耙叶损坏较常见，需要维护等。
整体而言，各类设备各具优缺点，搭配应用取长补短，已经比较普遍。
3、纳米碳酸钙控制水分的意义
碳酸钙水分控制不好，会直接影响产品品质、价格以及应用特性。究其原因，如果水分含量过高，钙粉容易团聚，流动性降低，白度降低，容易反碱等。在实际应用中，纳米碳酸钙的水分含量对其应用性能有直接影响，以塑料、橡胶、胶粘剂应用为例。
塑料：在塑料的加工与生产中，普通碳酸钙产品只能作为一般的填料使用，而经过改性的纳米碳酸钙除了作为填充剂，还能起到活性剂和补强剂的作用，可以增加塑料制品体积，提升制品的硬度和强度，改善塑料加工性能，并增强塑料制品的耐热性、弯曲强度、弹性模量等各项性能指标。在水分控制上，应不高于0.5%，若水分过高，会使塑料表面产生气泡或空鼓等现象。
橡胶：添加纳米碳酸钙的橡胶制品在伸长率、压缩变形、耐屈服性、抗撕裂性方面要远强于普通的碳酸钙。水分控制上，应不高于0.5%，若水分过高，则硫化的焦烧时间延长，不利于硫化速率的提升。
胶黏剂：纳米碳酸钙作为胶黏剂的重要填料之一，不仅价格较低，而且与胶黏剂相容性好，可加速胶的交联过程，提升触变性，提高粘结性、拉伸强度及补强效果。在水分控制上，越低越好，一般要求小于0.5%。若纳米碳酸钙的水分较高，会使胶料粘度增大，造成混炼时间加长，导致产量降低同时能耗增加；同时会造成制品分散性变差，出现颗粒或气泡。
冠亚水分仪
4、阅读延伸：粉体水分含量与流动性的关系
粉末干燥状态时，流动性一般较好，如果过于干燥，则会因为静电作用导致颗粒相互吸引，使流动性变差。当含有少量水分时，水分被吸附颗粒表面，以表面吸附水的形式存在，对粉体的流动性影响不大。水分继续增加，在颗粒吸附水的周围形成水膜，颗粒间发生相对移动的阻力变大，导致粉体的流动性下降。当水分增加到超过最大分子结合水时，水分含量越多其流动性指数越低，粉体流动性越差。
参考来源：
粉体网、专利之星、水分检测圈等
《非金属矿加工技术与应用手册》，主编：郑水林，袁继祖
（中国粉体网编辑整理/昧光）
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