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碳酸鈣行業的相關知識

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一、碳酸鈣的含義:碳酸鈣是一種無機化合物,是石灰岩石(簡稱石灰石)的主要成分,其分子式為CaCO3,相對分子質量為100.09。其中氧化鈣(CaO)占56.03%,二氧化碳(CO2)占43.97%。
二、碳酸鈣的種類:工業碳酸鈣、食用碳酸鈣、藥用碳酸鈣
三、工業碳酸鈣的種類:重質碳酸鈣(重鈣)、活性碳酸鈣(活性鈣)、輕質碳酸鈣(輕鈣)、納米碳酸鈣(納米鈣)
  重質碳酸鈣又稱研磨碳酸鈣(簡稱GCC),是用機械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等而製得。由於它的沉降體積(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,從而達到在複合材料製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、粒度分布及表麵性能等方麵的改性。以提高其綜合性能。
  輕質碳酸鈣又稱沉澱碳酸鈣(簡稱PCC),是用化學加工方法製得的。由於它的沉降體積(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。
  納米碳酸鈣是以非金屬礦石灰石為原料,采用沉澱法合成納米粉體技術製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。
四、規格單位(目數)
  重質碳酸鈣:400目、600目、800目、1250目、1500目、2000目、2500目、3000目;
  活性重質碳酸鈣:400目、600目、800目、1250目、1500目、2000目、2500目、3000目;
  輕質碳酸鈣:1250目;
  活性輕質碳酸鈣:1250目;
  納米碳酸鈣:80-100nm
  納米輕質碳酸鈣:80-100nm
五、影響碳酸鈣的因素:
  重鈣:碳酸鈣含量、白度和細度
  輕鈣:碳酸鈣含量、白度和沉降體積
  影響指標:礦石品位和生產設備(重鈣與輕鈣);改性設備、改性劑和改性技術(活性碳酸鈣)。
六、重質碳酸鈣與輕質碳酸鈣的區別:
1、特點:
重鈣
a顆粒形狀不規則,是多分散粉體。
b粒徑分布較寬。
c粒徑大。
輕鈣
a顆粒形狀規則,可視為單分散粉體,但可以是多種形狀,如紡錘形、立方形、針形、鏈形、球形、片形和四角柱形。
b粒度分布較窄。
c粒徑小。
2、外觀質量不同
堆積密度不同
  重鈣與輕鈣最明顯的區別就在於產品的堆積密度不同,一般重鈣產品的堆積密度較大,為0.8~1.3g/cm3,而輕鈣產品的堆積密度較小,多為0.5~0.7g/cm3,一些納米碳酸鈣產品的堆積密度可以達到0.28g/cm3左右。由產品的包裝體積也可以粗略分辨出重鈣和輕鈣產品,一般重鈣產品多為25kg/包,產品包裝體積較小,而同等質量的輕鈣產品包裝體積明顯較大,一些納米碳酸鈣產品還采用15kg/包或20kg/包的包裝。
白度
  由於重鈣產品相對雜質較多,顆粒較大,因此產品白度一般為89%~93%,極少數的產品能達到95%,而輕鈣產品白度多為92%~95%,部分產品可以達到96%-97%,這也是輕鈣產品多用於高檔或淺色製品填充的主要原因。
水分
  重鈣產品水分較低,同時也較為穩定,一般為0.2%~0.3%,一些高檔的重鈣產品水分可以達到0.1%左右。普通輕鈣產品水分為0.3%~0.8%,有時會有一定的波動。納米碳酸鈣產品隨產品應用類型的不同水分也有所差異,一些產品水分在0.1以下,而某些產品水分為1.5%左右。
3、粒徑及晶型不同
粒徑不同
  重鈣產品的粒徑為0.5~45um不等,產品粒徑越小價格越高,目前尚無工業化生產的納米級重鈣,隻是在一些微細鈣產品中含有極少量粒徑為100nm左右的顆粒。普通輕鈣產品的粒徑一般為0.5~15um,納米碳酸鈣粒徑一般為20~200nm。鑒別的方法可以采取透射或掃描電鏡分析檢測,較為直觀準確,也可以采用比表麵積測定或粒度儀分析檢測等方法進行判斷。
晶型不同
  重鈣產品由於采用機械粉碎和分級,顆粒形態均為不規則形態,也稱無定型。而沉澱碳酸鈣產品的粒徑一般較為規整,如普通輕鈣以紡錘形為了主,納米碳酸鈣以立方體晶型為主。
4、應用過程中性能不同
  在應用過程中重鈣產品主要用於造紙、橡膠和塑料等行業,填充量一般較大,主要作為體積填料,降低應用產品的製造成本。輕鈣產品相對應用領域較廣泛,主要以體積填充為主,而納米碳酸鈣產品在應用過程中往往作為改性或補強等功能性填料使用,填充量一般較少。輕質碳酸鈣產品主要的應用領域為塑料、橡膠、塗料、膠黏劑和油墨等。
七、碳酸鈣的應用範圍:塑料製品、橡膠、造紙、EVA發泡、鞋材、人造革、塗料、油墨、建材、電線電纜、工藝品、膠粘劑、牙膏等行業。
詳細解說如下:
  碳酸鈣被廣泛用在填充聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯晴丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等樹脂之中。添加碳酸鈣對提高改善塑料製品某些性能以擴大其應用範圍有一定作用,在塑料加工中它們可以減少樹脂收縮率,改善流變態,控製粘度。還能起到以下作用:
1、提高塑料製品尺寸的穩定性
 碳酸鈣的添加,在塑料製品之中起到一種骨架作用,對塑料製品尺寸的穩定有很大作用。
2、提高塑料製品的硬度和剛性
 在塑料中,特別是軟質聚氯乙烯中,硬度隨碳酸鈣配入量的逐漸增大,伸長率隨硬度增加而降低。粒子細,吸油值大的碳酸鈣,硬度的增長率大。反之,粒子粗吸油值小的碳酸鈣,塑料的硬度增長率小。在 軟質聚氯乙烯中,以重質碳酸鈣的硬度增長率為最小,沉澱碳酸鈣(輕質)則其次。
 碳酸鈣的塑料(樹脂)內一般不能起增強作用,碳酸鈣的粒子常常可以被樹脂所浸潤,所以碳酸鈣添加的正常作用是使樹脂剛性增大,彈性模量和硬度也增大。隨著添加量增加,搞張強度和極伸長率都下降。
不同碳酸鈣,添加量不同,硬度也會不同。
3、改善塑料加工性能
 碳酸鈣的添加可以改變塑料的流變性能。碳酸鈣粉體,在添加中往往數量比較大,這樣就有助於它和其他組分的混合,也有助於塑料的加工成形。
 碳酸鈣的添加,特別是經過表麵處理過的碳酸鈣添加之後,不但可以提高製品的硬度,還可以提高製品的表麵光澤和表麵平整性。
 碳酸鈣的添加,可以減少塑料製品的收縮率、線膨脹係數、蠕變性能,為加工成形創造了條件。
4、提高塑料製品的耐熱性
 在一般塑料製品中添加碳酸鈣,耐熱性能皆有提高例如:在聚丙烯中,添加40%左右碳酸鈣,耐熱性提高200C左右。在填充比≤20%時,耐熱溫度提高8~130C。
5、改進塑料的散光性
 在塑料製品中,有的製品要求增白而不透明,有的希望消光,碳酸鈣的添加在這方麵可以發揮一定作用。
 白度在90以上的碳酸鈣,在塑料製品中有明顯的增白作用。與鈦白粉、立德粉配合,塑料製品的消光性有很大改進。
 在鈣塑紙張中,在低密度聚乙烯(LDPE)及高密度聚乙烯(HDPE)薄膜中,添加碳酸鈣都可達到散光和消光的作用,使之適宜書寫、印刷。
 白度較好的碳酸鈣還可以取代昂貴的白色顏料。
6、可使製品具有某些特殊性能。
碳酸鈣添加於電纜料中有一定的絕緣作用,碳酸鈣的添加可以提高某些製品的電鍍性能、印刷性能。
微細或超細的碳酸鈣添加在聚氯乙烯(PVC)中,有一定的阻燃作用。
7、降低塑料製品成本
 普通的輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣其價格都遠遠低於塑料價格,碳酸鈣的添加會使塑料製品的成本降低。固國外稱碳酸鈣為填充劑(Filler)或增量劑(Extender)。
 在現階段,添加碳酸鈣以降低塑料的成本為主要目標。隨著碳酸鈣表麵性質的改善和形狀、粒度的可控,碳酸鈣將逐漸成為補強或賦予功能性為目的的功能性填充劑。
 碳酸鈣是PVC製品生產加工中最常用的填充劑,其使用目的大多是為使PVC製品增量,以達到降低生產成本的目的。
 目前在PVC製品的生產加工中使用的碳酸鈣主要有兩種,其一是由天然石灰石經機械粉碎法如通過雷蒙磨粉碎成不同細度的碳酸鈣,這種碳酸鈣稱為重質碳酸鈣,其品質由天然石灰石的品位和其細度決定。合理使用重質碳酸鈣可提高PVC製品的耐熱性、剛性、尺寸穩定性及加工性。其二是挑選品位高的石灰石經過煆燒,使其分解成氧化鈣,並通水反應成氫氧化鈣,再通入二氧化碳,經沉澱後形成碳酸鈣,這種碳酸鈣稱為輕質碳酸鈣。少量使用輕質碳酸鈣可提高PVC製品的拉伸強度。輕質碳酸鈣的品質除由天然碳酸鈣的品位決定外,其煆燒等化學反應條件及分級細度也是十分重要的因素。輕質碳酸鈣的價格應比同一細度的重質碳酸鈣高一倍以上。
  在PVC製品的加工過程中,大量添加碳酸鈣會降低產品質量,但如果添加了劣質碳酸鈣,其製品質量就會大幅度下降。添加同樣份數的碳酸鈣,優質碳酸鈣與劣質碳酸鈣會使PVC製品的性能截然不同。通常情況下,一些廠家或經銷商會將輕質碳酸鈣與重質碳酸鈣混和在一起以輕質碳酸鈣的價格出售,這種現象可出現在各種細度的輕質碳酸鈣中。另外,一些小廠的原料來源及生產工藝均無嚴格的要求,導致了質量較差現象。通常品質較差的碳酸鈣的價格較低,一些生產廠家為求得較低的生產成本而會采購這樣的碳酸鈣,但這樣做往往適得其反,因為它的添加量相對低於優質碳酸鈣,否則將大大降低製品質量。
八、碳酸鈣的儲存方法:
 納米碳酸鈣應用最成熟的行業是塑料工業主要應用於高檔塑料製品。
 納米碳酸鈣又稱超微細碳酸鈣。標準的名稱即超細碳酸鈣。納米碳酸鈣應用最成熟的行業是塑料工業主要應用於高檔塑料製品。用於汽車內部密封的PVC增塑溶膠。可改善塑料母料的流變性,提高其成型性。用作塑料填料具有增韌補強的作用,提高塑料的彎曲強度和彎曲彈性模量,熱變形溫度和尺寸穩定性,同時還賦予塑料滯熱性。
 納米碳酸鈣用於油墨產品中體現出了優異的分散性和透明性和極好的光澤、及優異的油墨吸收性和高幹燥性。納米碳酸鈣在樹脂型油墨中作油墨填料,具有穩定性好,光澤度高,不影響印刷油墨的幹燥性能.適應性強等優點。

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