碳酸鈣是一種用途廣泛的無機鹽礦物。碳酸鈣是地球外殼的天然礦物。 碳酸鈣分輕質碳酸鈣(PCC)和重質碳酸鈣(GCC)兩種。隨著科學技術的不斷發展，目前已開發出活性碳酸鈣和納米碳酸鈣。輕質碳酸鈣(Light Calcium Carbonate)又稱沉淀碳酸鈣(Precipitated Calcium Carbonate，簡稱PCC) ,是用化學加工方法制得的。由于它的沉降體積(2.4-2.8mL/g)比用機械方法生產的重質碳酸鈣沉降體積(1.1-1.9mL/g)大,因此被稱為輕質碳酸鈣。重質碳酸鈣( Heavy Calcium Carbonate) 又稱研磨碳酸鈣( Ground Calcium Carbonate,簡稱GCC美國稱Kotamite) ,是用機械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等而制得。 由于它的沉降體積(1.1-1.9mL/g/ g)比用化學方法生產的輕質碳酸鈣沉降體積(2.4-2.8mL/g) 小,因此被稱為重質碳酸鈣。活性碳酸鈣是在普通碳酸鈣的基礎上進行改性而得到的,從而達到在復合材料制品中的填充和改性的雙重目的。這些改性包括對碳酸鈣的結晶形態、粒子大小、粒度分布及表面性能等方面的改性。以提高其綜合性能。可在降低成本的同時,還能改善制品的硬度、彈性模量、尺寸穩定性和熱穩定性。說起納米碳酸鈣，首先要了解什么是納米材料？納米簡單說就是一種長度單位，是10的負9次方米。納米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的超細顆粒構成的具有小尺寸效應的零維、一維、二維、三維材料的總稱。納米材料的概念形成于80年代中期，由于納米材料會表現出特異的光、電、磁、熱、力學、機械等性能，納米技術迅速滲透到材料的各個領域，成為當前世界科學研究的熱點。納米技術的英文名稱是nano-tech。按物理形態分，納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體和納米相分離液體等五類。盡管目前實現工業化生產的納米料主要是碳酸鈣、白炭黑、氧化鋅等納米粉體材料，其它基本上還處于實驗室的初級研究階段，大規模應用預計要到5-10年以后，但毫無疑問，以納米材料為代表的納米科技必將對二十一世紀的經濟和社會發展產生深刻的影響。當前的研究熱點和技術前 沿包括：以碳納米管為代表的納米組裝材料；納米陶瓷和納米復合材料等高性能納米結構材料；納米涂層材料的設計與合成；單電子晶體管、納米激光器和納米開關等納米電子器件的研制、C60超高密度信息存貯材料等。納米碳酸鈣是以非金屬礦石灰石為原料，采用沉淀法合成納米粉體技術制備的重要無機鹽新產品，粒徑10-100nm，因其粒徑小，活性好，是一種新型無機材料，具有許多特殊功能，主要適用于塑料、橡膠、造紙、涂料、油墨、食品、醫藥等行業，如添加在橡膠中，其硫化膠伸第率、撕裂性能、壓縮變形、耐屈撓性能比添加一般碳酸鈣高。目前國內只有少數幾家企業生產納米碳酸鈣，且產量甚微，不能滿足市場需求。碳酸鈣的特性是可以人工調控色澤、粒徑、表面特性、分散度、流變性、觸變性以及晶型等,而且碳酸鈣化學純度高,化學惰性強,熱穩定性好,在400攝氏度以下不會分解。另外,碳酸鈣還具有吸油率低、硬度低、磨耗值小、無毒、無臭、無味,分散性好等優點。 由于上述特殊性能,碳酸鈣的應用發展較快,目前已廣泛地應用于工農業領域,如橡膠、塑料、造紙、涂料、油漆、油墨、電纜、制藥、化肥、飼料、食品、制糖、紡織、玻璃、陶瓷、衛生用品、密封劑、膠粘劑、殺蟲劑和農藥載體以及煙道除硫、水處理等環保方面。輕質碳酸鈣用途與重質碳酸鈣有重疊也有不同,主要用于造紙、塑料、人造橡膠、食品、食用色料、醫藥、黏結劑和衛生用品等領域。近年來,因為有資料談及輕質碳酸鈣可增強某些材料的性能,所以它的使用范圍有所增加。 碳酸鈣在造紙業的應用 在造紙工業使用碳酸鈣,可使紙張亮度好、結構堅實、利書寫、涂布均勻、摩擦度低、易排濕以及易干燥等。由于世界造紙業從上世紀80年代初開始成功地由酸性工藝轉向堿性工藝,使填充料的使用發生了革命性的變化:碳酸鈣代替木槳和其他顏料,可改善紙張的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。堿基加工主要用于生產精細印刷和書寫紙張,對新聞紙等一些重要用紙,雖然使用酸基環境生產,但也可使用碳酸鈣。目前造紙涂料配方中碳酸鈣使用量大幅增加,已從5%～10%上升到30%左右。 世界由酸性轉向堿性工藝造紙在上世紀90年代中期達到高潮,以造紙生產能力計,1997年美國堿性或中性造紙工藝占造紙總生產能力的80%,西歐占65%;到2000年,美國除少量特殊紙品外,95%生產能力已采用堿性或中性,歐洲也達80%。這種轉向給了碳酸鈣一個巨大的市場。 目前我國生產的造紙涂料級碳酸鈣不能滿足需求,缺口尚需進口補足。 碳酸鈣在塑料聚合物方面的應用 碳酸鈣是非常重要的填充料,特別是在歐洲,以重量計,占礦物填充劑和加強劑市場的60%。碳酸鈣填充料的主要用途有增塑PVC(電纜、地板人造革等,重鈣占10%～30%,),硬聚氯乙烯(rigidPVC門窗、異型材、板材、管材、薄板中占5%～20%,地板磚中占40%～80%),不飽和聚酯材料(汽車、電器和器具工業的薄板模塑和整體模塑),聚丙烯(家具、汽車、包裝、纖維等)和聚乙烯。重鈣作為填料加入塑料中,不僅起到增容、增量、降低成本、使布料均勻作用,還能提高加工性能、耐磨性能、拉伸強度、沖擊強度、彎曲強度、斷裂伸長率和制品熱學性能等,另外,加入重鈣,可改進塑料制品的穩定性。 據報道,重鈣目前廣泛應用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和各種不飽和樹脂中,其中PVC制品是碳酸鈣最早和最大的市場,比如,在軟質聚乙烯電線、聚氯乙烯、聚氯乙烯瓦、鈣塑料材料中,占20%～50%,在聚乙烯、聚丙烯包裝材料中占10%～30%,在汽車零部件、天棚中占20%～60%。 碳酸鈣在生產油漆、涂料方面的應用 生產油漆是碳酸鈣的另一個重要用途。碳酸鈣是油漆生產中重要的填充劑,細度和顆粒分配決定了油漆的透明度。還有,碳酸鈣耐候性好,具有耐磨損、低電解液含量、PH穩定效應、可提高耐腐蝕性能和涂料的流變性等重要特性。碳酸鈣在水基涂料系列也非常重要,它能提高速干性能,在公路劃線方面有重要意義。 另外,在油漆中使用碳酸鈣可以減少鈦白粉的用量,從經濟上考慮是有利的。這必將進一步刺激碳酸鈣在油漆、涂料中的用量增長。 碳酸鈣在橡膠、塑料、油漆、造紙、電纜、涂料等行業中的應用 1.碳酸鈣在橡膠中的應用 酸鈣是橡膠工業中使用最早量最大大填充劑之一，碳酸鈣大量填充在橡膠之中，可以增加制品的容積，從而節約昂貴的天然橡膠達到降低成本的目的，碳酸鈣填入橡膠能獲得比純橡膠硫化物更高的抗張強度耐磨性，撕裂強度，并在天然橡膠和合成橡膠中有顯著的補強作用，同時可以調整稠度。 2.碳酸鈣在塑料中的應用 碳酸鈣在塑料制品中能起到一種骨架作用，對塑料制品尺寸的穩定性有很大作用，能提高制品的硬度，還可以提高制品的表面光澤和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸鈣耐熱性可以提高，由于碳酸鈣白度在95%以上，還可以取代昂貴的白色顏料起到一定的增白作用。 3.碳酸鈣在油漆行業中的用量較大 碳酸鈣在油漆行業中的用量較大，是不可缺少的骨架，在稠漆中用量為30%以上，酚醛磁漆4-7%里酚醛細花紋皺紋漆39%以上。 4.碳酸鈣在造紙工業起重要作用能保證紙的強度，白度，成本較低。 5.在電纜行業能起一定的絕緣作用。 6.在水性涂料行業的應用 在水性涂料行業的應用，用途更為廣泛，能使涂料不沉降，易分散，光澤好等特性，在水性涂料用量為20-60%。涂料工業中，超細鈣不僅可作為增白的體質顏料，增容降低成本，提高涂料油漆的光澤，提高產品的光澤度、干燥性和遮蓋力，同時還具有補強作用。用超細鈣取代價格較貴的鈦白粉，完全可以達到相同的效果。粒徑小于80nm的超細鈣因具有良好的觸變性而應用于汽車底盤防石擊涂料及面漆。近年來隨著重質碳酸鈣在塑料、橡膠、造紙 、醫藥、食品、建材、化工、涂料、飼料等領域的廣泛和深度應用 ，優質工業用重質碳酸鈣原料有著廣闊的開發應用前景。 首先,重質碳酸鈣的應用領域日漸廣泛,原來大量耗用輕質碳酸鈣的塑料、椽膠、造紙、建材、油漆等領域，隨著應用技術的突破和降低成本的要求,而大量使用廉價的、能發揮同 樣功能的重質碳酸鈣。 塑料工業把重質碳酸鈣稱為填料之王,占全部填料的一半以上。 隨著我國塑料改性技術的發展，以塑代鋼、以塑代木的趨勢越來越明顯，重質碳酸鈣在塑料制品填料上占首要地位. 造紙工業中，越來越多的工廠從酸性造紙向堿性造紙轉化。目前歐洲的化學木漿廠采用中性抄紙。我國造紙行業重點發展的技術和產品是中性施膠和涂布紙，而聯合國教科文組織倡議中小學生課本用紙普及低定量、低光澤涂布紙。印刷行業大量使用的高級膠版印刷紙， 也逐步向高填紙、低定量涂布紙方向發展。因而超細碳酸鈣產品，在今后將成為造紙業中極為重要的無機填料和涂料。 在橡膠工業，活性碳酸鈣被稱作“白艷華”，用作橡膠制品的填料，可以改善制品的加工性能，提高制品的機械性能，如提高扯斷或撕裂強度，耐屈撓性，達到初強或半補強的效果。 與炭黑不同，對于透明和淺色橡膠，碳酸鈣是不可缺少的填料。隨著橡膠工業應用水平的不 斷提高，超微細重質碳酸鈣定能部份取代炭黑，有著光明的發展前途。 涂料工業中，重質碳酸鈣是世界涂料的第一填料，隨著水性涂料產量的增大，今后重質碳酸鈣的用量會進一步提高 。它進入涂料工業除用于增重之外，主要用于部分取代鈦白粉(最大取代量為30%，一般為10 ～20%)和彩色顏料，也用于取代輕鈣和沉淀硫酸鋇，在這些用途中，一定要用微細化和超微細化重質碳酸鈣。 7． 納米活性碳酸鈣在橡膠工業具有超細、超純的特點，生產過程中有效控制了晶形和顆粒大小，而且進行了表面改性。因此其在橡膠中具有空間立體結構、又有良好的分散性，可提高材料的補強作用。如鏈狀的納米級超細碳酸鈣，在橡膠混煉中，鎖鏈狀的鏈被打斷，會形成大量高活性表面或高活性點，它們與橡膠長鏈形成鍵連結，不僅分散性好，而且大大增強了補強作用。值得注意的是，它不但可以作為補強填充料單獨使用，而且可根據生產需求與其他填充料配合使用，如：炭黑、白炭黑、輕鈣重鈣、鈦白粉、陶土等，達到補強、填充、調色、改善加工工藝和提高制品性能、降低含膠率或部分取代白炭黑、鈦白粉等價格昂貴的白色填料的目的。在涂料工業可作為顏料填充劑，具有細膩、均勻、白度高、光學性能好等優點，納米級超細碳酸鈣具有空間位阻效應，在制漆中，能使配方密度較大的立德粉懸浮，起防沉降作用。制漆后，漆膜白度增加，光澤高，而遮蓋力卻不下降，這一特性使其在涂料工業被大量推廣應用。 在塑料工業具有高光澤度、磨損率低、表面改性及疏油性，可填充聚氯乙烯、聚丙烯和酚醛塑料等聚合物中，現在又被廣泛應用于聚氯乙烯電纜填料中。在油墨行業作為填料，可替代價格較高的膠質鈣，并可提高油墨的光澤度和亮度。在造紙工業可用于涂布加工紙的原料，特別是用于高級銅板紙。由于它分散性能好，粘度低，能有效的提高紙的白度和不透明度，改進紙的平滑度、柔軟度，改善油墨的吸收性能，提高保留率。 重質碳酸鈣本產品用優質、高品位方解石精制，具有CaCO3含量高，雜質少、白度高、吸油值低等特點，主要用于塑料、橡膠、油漆、涂料、建材、玻璃、紡織等行業。包裝規格:25Kg/包，復合編織袋包裝，產品要求防潮防濕，包裝袋外面避免污染。 輕質碳酸鈣本產品均達到或超過HG/T2226-2000行業標準，產品質量穩定，具有純度高、超輕、質白等特點，且重金屬含量極微小，遠低于國家標準，是環保型材料，深受用戶青睞。主要用于橡膠、型料、建材、涂料、油漆、紙張、醫藥、食品、飼料、日化品、油墨等生產加工和應用，主要作為產品填充料增加產品體積降低生產成本。包裝規格:25Kg/包，復合編織袋包裝，產品要求防潮防濕，包裝袋外面避免污染。活性碳酸鈣本產品主要用表面改性劑，還可根據用戶需求添加其它處理劑,其特點是白度高，親油性較好，在有機高聚物中易分散，有效改善其加工性能，降低其生產成本。包裝規格:25Kg/包，復合編織袋包裝，產品要求防潮防濕，包裝袋外面避免污染。 |