納米碳酸鈣簡介
納米碳酸鈣是20世紀80年代發(fā)展起 來的一種新型超細固體粉末材料,其粒度介于0.01~0.1μm之間。由于納米碳酸鈣粒子的超細化,其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應。
納米碳酸鈣的生產(chǎn)工藝主要運用炭化法,主要有間歇碳化法、連續(xù)噴霧碳化法、超重力碳化法等生產(chǎn)方法。
重質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝主要是粉碎、超細粉碎、分級和表面改性。
輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝 一般以石灰石為原料,經(jīng)煅燒、消化、碳化、分離、干燥、分級、包裝等工序制備沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
納米碳酸鈣在國外已有五十年的應用歷史,廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、化學建材、油墨、涂料、密封膠與膠粘劑等行業(yè)。
主要應用范圍:PVC型材,管材;電線、電纜外皮膠粒;PVC薄膜(壓延膜)的生產(chǎn),造鞋業(yè)制造(如PVC鞋底及裝飾用貼片)等。適合用于工程塑料改性、PP、PE、PA、PC等。
應用特性:由于活性納米碳酸鈣表面親油疏水,與樹脂相容性好,能有效提高或調(diào)節(jié)制品的剛、韌性、光潔度以及彎曲強度;改善加工性能,改善制品的流變性能、尺寸穩(wěn)定性能、耐熱穩(wěn)定性具有填充及增強、增韌的作用,能取代部分價格昂貴的填充料及助濟,減少樹脂的用量,從而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,提高市場競爭力。
納米碳酸鈣在橡膠中具有空間立體結(jié)構(gòu)、又有良好的分散性,具有良好的半補強作用。
應用范圍:天然膠,丁腈,丁苯,混煉膠等,適用于輪胎、膠管、膠帶以及油封、汽車配件等橡膠制品中。
應用特性:經(jīng)過表面改性處理后的納米碳酸鈣與橡膠有很好的相容性,具有補強、填充、調(diào)色、改善加工藝和制品的性能,可使橡膠易混煉、易分散,混煉后膠質(zhì)柔軟,橡膠表面光滑;可使制品的延伸性、抗張強度、撕裂強度等有本質(zhì)的提高;可以降低含膠率或部分取代鈦白粉、白炭黑等價格昂貴的白色填料,提高產(chǎn)品的市場競爭力。
應用范圍:硅酮、聚流、聚氨酯、環(huán)氧等密封結(jié)構(gòu)膠。
應用特性:應用于密封膠粘材料中,與膠料有很好的親和性,可以加速膠的交聯(lián)反應,大大改善體系的觸變性,增強尺寸穩(wěn)定性,提高膠的機械性能,且添加量大,達到填充及補強雙重作用。同時,它能使膠料表面光亮細膩。
可作為顏料填充劑,具有細膩、均勻、白度高、光學性能好等優(yōu)點,納米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(yè)被大量推廣應用。
應用范圍:水性涂料和油性涂料。
應用特性:大大改善體系的觸變性,可顯著提高涂料的附著力,耐洗刷性,耐沾污性,提高強度和表面光潔度,并具有很好的防沉降作作用。部分取代鈦白粉,降低成本。
應用范圍:適用于平版膠印油墨、凹版印刷油墨等。
應用特性:使用納米碳酸鈣所配置的油墨,身骨及粘性較好,故具有良好的印刷性能;穩(wěn)定性好;干性快且沒有相反作用;由于顆粒小,故印品光滑,網(wǎng)點完整,可以提高油墨的光潔度,適用于高速印刷。
造紙業(yè)是納米碳酸鈣最具開發(fā)潛力的市場。
應用范圍:卷煙紙、記錄紙、簿頁印刷紙、高白度銅版紙以及高檔衛(wèi)生巾、紙尿布等。
應用特性:造紙中加入納米碳酸鈣可以提高紙張的松密度、表觀細膩性、吸水性;提高特種紙的強度、高速印刷性;調(diào)節(jié)卷煙紙的燃燒速度。
納米碳酸鈣應用在飼料行業(yè),可作為補鈣劑,增加飼料含鈣量。在化妝品中使用,由于其純度高,白度好,粒度小,可以部分替代鈦白粉,在牙膏中添加納米碳酸鈣可以改善其擠出性能。
隨著我國橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨等工業(yè)的迅速發(fā)展,產(chǎn)品質(zhì)量和行業(yè)標準的不斷提高,納米碳酸鈣將被大量使用在各行業(yè)中,替代進口同類產(chǎn)品。
廣西的石灰石品質(zhì)是全國最好的,做納米的目前比較出名是華納牌,做硅酮膠國內(nèi)幾個大廠家都是用華納的
碳酸鈣晶須的生產(chǎn)成本比納米碳酸鈣要高很多。 碳酸鈣晶須是納米碳酸鈣的換代產(chǎn)品。過去的納米碳酸鈣主要特點是粒度細。 但是由于工藝技術(shù)原因,過去的納米碳酸鈣的一次粒徑比較細,但是團聚粒度比較大。 影響了...
晶型納米碳酸鈣在國外已有五十年的應用歷史,廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、化學建材、油墨、涂料、密封膠與膠粘劑等行業(yè)。 橡膠制品行業(yè) 納米碳酸鈣具有超細、超純的特點,在生產(chǎn)過程中可以有效地控制晶型和粒...
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納米碳酸鈣在涂料行業(yè)中的應用現(xiàn)狀——本文結(jié)合幾年來作者對納米碳酸鈣復合涂料的研究,對國內(nèi)外納米碳酸鈣復合涂料的研究現(xiàn)狀進行概述,希望有助于國內(nèi)納米碳酸鈣復合涂料研究的進一步深化,為納米碳酸鈣復合涂料的產(chǎn)業(yè)化研究提供借鑒。
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在172 d的貯存期內(nèi),對經(jīng)表面活性劑改性的納米碳酸鈣的粒徑變化進行了考察,并對其在硬質(zhì)PVC中的應用性能進行了測試.結(jié)果顯示,經(jīng)合適的表面活性劑改性的納米碳酸鈣具有較好的貯存穩(wěn)定性.經(jīng)表面活性劑改性的納米碳酸鈣應用于硬質(zhì)PVC之后,測試其力學性能,結(jié)果顯示,添加納米碳酸鈣的PVC,其力學性能優(yōu)于添加普通活性輕鈣的.添加量相同時,添加納米碳酸鈣的PVC的拉伸強度比添加普通活性輕鈣的高10%~15%;CaCO3質(zhì)量分數(shù)<30%時,斷裂伸長率提高一倍以上;沖擊強度最大可提高2倍以上.如以同樣的力學性能為指標,則納米碳酸鈣在硬質(zhì)PVC中的添加量可顯著地提高.
《輕質(zhì)及納米碳酸鈣關(guān)鍵技術(shù)》以納米級超細活性碳酸鈣成功的生產(chǎn)實踐為依托,以超微細碳酸鈣質(zhì)量檢驗的最新國家標準GB/T 19590-2004為指南,從生產(chǎn)實踐角度深刻闡述其各工序生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù);系統(tǒng)介紹了其主要設(shè)備與自動控制技術(shù);從納米碳酸鈣在橡膠、塑料、涂料、油墨、膠黏劑、造紙、硅灰石針狀晶體表面納米化修飾和表面改性等應用實踐角度較系統(tǒng)地闡述了其應用關(guān)鍵技術(shù)。
《輕質(zhì)及納米碳酸鈣關(guān)鍵技術(shù)》結(jié)晶于生產(chǎn)之中,又升華于生產(chǎn)之上??晒└黝愄妓徕}生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)、分析檢驗人員、大專院校和科研院所的研究人員閱讀。
美國市場研究公司Grand View Research發(fā)布《納米碳酸鈣市場分析及2016-2024年前景預測報告》顯示:2015年全球納米碳酸鈣需求量約為1900萬噸,其中塑料領(lǐng)域納米碳酸鈣用量占市場總量的20%以上。
1、納米碳酸鈣對塑料性能的影響
(1)改性納米碳酸鈣以其獨特的功能性作用,在提高塑料制品的耐熱性、致密性、穩(wěn)定性、硬度和剛度,改進其加工性能及散光性、抗擦傷性、平滑度等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能;
(2)在提高塑料薄膜的透明度、竊性、防水性、抗老化性、缺口抗沖擊強度、無缺口沖擊強度的增韌效果及混煉過程中的粘流性等方面,也都具有明顯的效果;
(3)納米碳酸鈣還可以提高塑料的彎曲強度、彎曲彈性模量、熱變形溫度、尺寸穩(wěn)定性、塑料滯熱性、高阻隔性、高阻燃窒息性等物理力學性能。
(4)改性納米碳酸鈣在體系中良好的分散,其納米粒子可以更好地填充體系中的物理結(jié)構(gòu)缺陷,可以降低制品的表面粗糙度,減少了對光線的漫射作用,使制品表面看起來更光亮,摸起來更光滑。
2、塑料工業(yè)用納米碳酸鈣技術(shù)指標要求
(1)晶型
納米碳酸鈣形貌分為:立方形、近球形、紡錘形、棒形、鏈狀、針狀等。以吸油值較低的立方體,或立方體部分呈鏈鎖狀和球形為宜。
(2)粒徑
—般應控制在80~120nm,粒徑太大起不到納米碳酸鈣的效果,制品表面粗糙、不光滑,粒徑過細會造成表面能增加,顆粒團聚加強,加工過程不易分散,造成加工過程堵塞過濾網(wǎng),表面起顆粒等現(xiàn)象。
(3)吸油值
吸油值越低越好,因為納米碳酸鈣產(chǎn)品的比表面積較普通輕鈣大,一般為25~80m2/g左右。如果吸油值過高會造成制品在混煉時過多地吸收增塑劑,使體系黏度升高,影響樹脂的加工性能,增加增塑劑的用量,因此降低納米碳酸鈣吸油值,成為提高其應用性能的關(guān)鍵。
(4)分散性
用于塑料填充的納米碳酸鈣,要選用合適的表面處理劑和相應的活化方式,以提高產(chǎn)品的分散性,防止二次凝聚。否則,如果顆粒凝聚,碳酸鈣產(chǎn)品的實際顆粒的粒徑遠大于原生粒子的粒徑,在塑料加工時混煉剪切力有限,凝聚不容易打散,勢必引起局部缺陷,其應用效果反而不如普通活性碳酸鈣好。
(5)水分
一般控制在0.5%以下,同時要注意水分的均勻性,防止局部水分過高,如果水分過高,在加工過程中,制品表面會產(chǎn)生氣泡或空洞現(xiàn)象。
(6)鹽酸不溶物
主要是指產(chǎn)品中的黑點、黃點等雜質(zhì)顆粒,必須嚴格進行控制,否則顆粒較多時,容易造成加工過程中擠出機過濾網(wǎng)頻繁堵塞,影響生產(chǎn)效率,有時在制品表面形成明顯的黑點,影響制品外觀質(zhì)量;含鐵的細小顆粒有可能使制品的黃度升高、白度降低,用于淺色制品的納米碳酸鈣要特別注意。
(7)pH值
應盡可能的降低產(chǎn)品的pH值,并加以穩(wěn)定控制,因為pH值升高將使制品加工過程中的粘度升高,擠出速度降低,造成制品白度降低,黃度偏高,同時表面光澤度下降。
(8)重金屬的含量
重金屬的含量越低越好,據(jù)研究表明:錳、鉻等金屬化合物對某些塑料的降解具有催化作用,從而使制品耐候性差,易于老化。
3、GB/T19590-2011納米碳酸鈣
▽納米碳酸鈣指標要求
▽橡膠塑料用納米碳酸鈣推薦指標
2018年中國非金屬礦產(chǎn)業(yè)高峰論壇碳酸鈣相關(guān)技術(shù)和市場交流研討內(nèi)容:
汽車后市場產(chǎn)品及其對碳酸鈣產(chǎn)品的需求 汽車輕量化發(fā)展對碳酸鈣的技術(shù)要求及其需求 非金屬礦物材料在環(huán)境治理中的應用技術(shù)及工程實踐 混凝土用高性能摻合料的性能要求及其應用 碳酸鈣在功能涂料中的應用 碳酸鈣在特種紙中的應用及其技術(shù)要求 家電用塑料材料領(lǐng)域的碳酸鈣需求及技術(shù)要求 功能型牙膏用碳酸鈣及其技術(shù)要求 碳酸鈣生產(chǎn)線高效除塵技術(shù)及其應用部分來源:納米碳酸鈣的應用技術(shù),作者:顏鑫、王佩良
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2018年中國非金屬礦產(chǎn)業(yè)高峰論壇!
1 碳酸鈣工業(yè)概述
1.1 碳酸鈣工業(yè)歷史和現(xiàn)狀
1.1.1 世界碳酸鈣工業(yè)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
1.1.2 中國碳酸鈣工業(yè)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
1.1.3 中國納米碳酸鈣工業(yè)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
1.2 碳酸鈣的分類及其鑒別方法
1.2.1 碳酸鈣工業(yè)的分類
1.2.2 按照是否進行表面處理分類
1.2.3 按其專門的用途分類
1.2.4 按照碳酸鈣的不同晶型和形貌分類
1.2.5 按粒徑進行分類
1.3 碳酸鈣的主要技術(shù)指標
1.3.1 普通輕鈣、活性輕鈣、專用納米鈣的主要質(zhì)量控制指標比較
1.3.2 沉淀碳酸鈣的主要技術(shù)指標分析比較
1.4 納米碳酸鈣與普通輕鈣和活性輕鈣的工藝比較
1.4.1 工藝流程圖的比較
1.4.2 工藝條件的比較
1.4.3 納米碳酸鈣與普通輕質(zhì)碳酸鈣的性能比較
1.5 我國碳酸鈣工業(yè)存在的主要問題
1.5.1 結(jié)構(gòu)與規(guī)模問題
1.5.2 體制與技術(shù)問題
1.6 碳酸鈣工業(yè)在化學工業(yè)中的重要地位和作用
1.7 納米碳酸鈣產(chǎn)品的物化性質(zhì)
1.7.1 納米碳酸鈣產(chǎn)品的物理性質(zhì)
1.7.2 納米碳酸鈣產(chǎn)品的主要化學性質(zhì)
1.8 納米碳酸鈣產(chǎn)品的主要納米特性
1.8.1 量子尺寸效應
1.8.2 表面效應
1.8.3 小尺寸效應
1.8.4 宏觀量子隧道效應
2 納米碳酸鈣生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)
3 生產(chǎn)輕質(zhì)(納米)碳酸鈣的主要設(shè)備
4 高濃度二氧化碳生產(chǎn)納米碳酸鈣的關(guān)鍵技術(shù)
5 三級連續(xù)加壓鼓泡碳化新工藝
6 納米碳酸鈣與其他化工產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)
7 納米碳酸鈣生產(chǎn)過程質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)
8 納米碳酸鈣生產(chǎn)過程檢驗與分析關(guān)鍵技術(shù)
9 納米碳酸鈣應用關(guān)鍵技術(shù)
10 納米碳酸鈣安全生產(chǎn)與環(huán)境保護關(guān)鍵技術(shù)
11 納米碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)的展望附錄參考文獻