活性納米碳酸鈣用在塑料、橡膠等高分子材料中具有填充、補強作用，且提高產(chǎn)品的機械性能，在保證性能不變的條件下增加填料的用量，降低制品的綜合成本，提高產(chǎn)品的市場交競爭力。因此，納米碳酸鈣在在塑料、橡膠、粘膠劑、油墨等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其在聚氯乙烯(PVC)制品中的用量最大。
為了滿足生產(chǎn)高超韌度、高彈性PVC管材的需要，謝忠等以石灰石為原料經(jīng)煅燒生成石灰，采用雙塔連續(xù)碳化法生產(chǎn)納米碳酸鈣，并采用由脂肪酸、植物油、非離子表面性劑、偶聯(lián)劑等組成的表面處理劑對碳酸鈣進行活化處理，制備出了吸油值低、加工性能好和分散性好的納米活性碳酸鈣。
1、活性納米鈣生產(chǎn)工藝
以石灰石為原料，經(jīng)煅燒生成生石灰CaO和CO2，CaO溶于水生成熟石灰Ca(OH)2，在熟石灰Ca(OH)2水中加入晶形控制劑，并控制一定的濃度、溫度條件，同進行強烈的攪拌，通入窯尾氣(CO2)，反應(yīng)生成納米碳酸鈣(碳化)。
納米級碳酸鈣漿液加熱至一定溫度，加入表面處理劑活化(活化)，再用壓濾機除去濾餅中的水分，再經(jīng)過氣流干燥、分級過篩得到納米級活性碳酸鈣。
碳化工藝：采用雙塔連續(xù)碳化法，第1噴射塔，第2個鼓泡塔，每個塔有效體積30m3。通入Ca(OH)2漿液(比重︰1.05)，漿液溫度為15~25℃，加入0.2%~0.8%晶型控制劑(按Ca(OH)2干基計)，通入CO2，控制CO2濃度30%，碳化反應(yīng)時間為130min，碳化反應(yīng)終點溫度≤55℃，pH值8.0，透氣比表面積≥9.5m2/g。若Ca(OH)2干基濃度過高，槳液粘度增大，包敷現(xiàn)象嚴(yán)重，碳酸鈣粒子易團聚成大粒子，且碳酸鈣粒子夾雜有Ca(OH)2，控制Ca(OH)2質(zhì)量基濃度5%~10%為宜。
活化劑：常用的活化劑(表面處理劑)主要有無機處理劑、脂肪酸及其衍生物、樹脂酸、偶聯(lián)劑、高分子化合及植物油脂等。不同用途的活性碳酸鈣產(chǎn)品主要區(qū)別于使用了不同的表面處理劑。經(jīng)過活性劑品種選擇、配比優(yōu)化等試驗，最終選擇脂肪酸、植物油、非離子表面性劑、偶聯(lián)劑等4種物質(zhì)，其比例為3:2:1:0.5。
活化工藝：采用3步法化表面處理法，3種不同的活化劑分3次活化，30m3活化池中泵入CaCO3漿液(按CaCO3干基3.0t)，開動攪拌機，轉(zhuǎn)速為280r/min，然后添加活化劑活化，加入已皂化好的脂肪酸溶液，攪拌1h，完成第1步活化。接著加入乳化好的的植物油、單甘酯溶液，攪拌1h，完成第2步活化。然后加入乳化好的偶聯(lián)劑溶液，攪拌1h，完成第3步活化。
2、應(yīng)用效果
該工藝生產(chǎn)的活性納米碳酸鈣，吸油值低，加工性能好，分散性好，作為填充補強劑應(yīng)用于PVC排水管的生產(chǎn)，生產(chǎn)出的PVC排水管的拉伸屈服強度、斷裂伸長率、縱向回縮率、扁平試驗等指標(biāo)優(yōu)于PVC管國家標(biāo)準(zhǔn)，30噸重的大卡車從排水管上面壓過，仍為水管恢復(fù)原形，產(chǎn)品性能優(yōu)異。
