碳酸鈣作為一種自然界中最常見的物質(zhì)之一。工業(yè)生產(chǎn)中常用的碳酸鈣分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣。其中,輕質(zhì)碳酸鈣為天然石灰石經(jīng)過煅燒提純由化學(xué)方法制備的碳酸鈣;而重質(zhì)碳酸鈣則是由天然的碳酸鈣礦石,經(jīng)機械研磨加上分級系統(tǒng)制得的物理重質(zhì)碳酸鈣,其產(chǎn)品的使用性能與原礦的種類及生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。

重質(zhì)碳酸鈣因其來源廣泛、價格低廉,因此廣泛用作橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫(yī)藥、食品、日化等行業(yè)的填料。重鈣作為填料應(yīng)用于乳膠漆中時,起到填充作用,具有一定干遮蓋性能,既降低乳膠漆的成本,又起骨架作用,提高涂膜厚度、硬度、耐水性及耐擦洗等性能。因此,重鈣在建筑涂料行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。
不同碳酸鈣原礦,由于不同地域的地質(zhì)環(huán)境和礦石成礦條件的差異性,導(dǎo)致不同區(qū)域礦石的晶型晶貌不一,物理性質(zhì)也會不同,當(dāng)其應(yīng)用于下游領(lǐng)域時所表現(xiàn)出的各項性能指標也會有所不同。具體到內(nèi)墻內(nèi)墻乳膠漆中時,應(yīng)用不同原礦生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣,由于其本身性質(zhì)的不同,因此會對乳膠漆白度、粘度、遮蓋力、光澤及耐洗刷等指標產(chǎn)生一定的影響。
下面選用大方解石、小方解石及白云石三種原礦,采用環(huán)輥磨加工成800目重質(zhì)碳酸鈣,測試其物理性質(zhì)、化學(xué)組分和粒子形貌的區(qū)別,并將其添加到內(nèi)墻乳膠漆中,通過測定乳膠漆漆膜白度、粘度、對比率、光澤度及耐洗刷等指標來判定不同原礦對內(nèi)墻乳膠漆的性能影響。
其他原料:分散劑,潤濕劑,消泡劑,乙二醇,醇酯十二,羥乙基纖維素,金紅石型鈦白粉,高嶺土,PH 調(diào)節(jié)劑,苯丙乳液998A,殺菌劑。按實驗配方表所示實驗配方,依次加入組分1-7 首先,轉(zhuǎn)速調(diào)600r/min,分散5 min 后,加入組分8-10,轉(zhuǎn)速調(diào)至1700 r/min,高速分散15 min 后,加入組分12-15,調(diào)低轉(zhuǎn)速至600 r/min,分散5 min 后即完成涂料制備,將其放置在室溫25 ℃的環(huán)境下備用。粘度測試:按GB/T9269-2009 測試;漆膜白度測試:按GB/T1729-1979 測試;對比率測試:按GB/T1726-1979 測試;光澤度測試:按GB/T1743-1979 測試;耐洗刷性能測試:按GB/T9266-2009 測試。2.1 不同原礦加工的重質(zhì)碳酸鈣的物理指標
從表中可以看出,三種碳酸鈣的白度都在93 以上,其中采用海城白云石原礦生產(chǎn)的HC-800 的白度最高,達到98.1。從粉體細度上分析,選用相同的生產(chǎn)設(shè)備,采用相同的工藝參數(shù)生產(chǎn)出的800 目粉體,其粒徑分布基本相同。從吸油值上分析,LZ-800 的吸油值最低,吸油值越低,相對而言對乳液的需求量可能會更小,但是在同等情況下做出的成品可能會偏稀。從表中結(jié)果可以看出,江西永豐大方解加工的YF-800 碳酸鈣含量最高,雜質(zhì)元素和重金屬含量最低;連州小方解加工的LZ-800 的SiO2 最低,相對而言對加工設(shè)備的磨損也會低;海城白云石加工的HC-800,其成分為典型的白云石成分,其中MgO的含量較多,達到22.43%,碳酸鈣的純度較低,因此粉體一些性能可能會受到影響。上圖放大倍數(shù)為2000 倍。從圖中可以看出,三種碳酸鈣粒子均呈無規(guī)形狀,其中采用大方解生產(chǎn)的YF-800 顆粒表面孔和凹陷較多點,結(jié)晶度更完整,顆粒表面沒有附著太多小顆粒;而其他兩種礦石加工的粉體其表面都附著了一定的小顆粒,有些成為了一些小的團聚體。從粒子分布的均勻度上看,YF-800 的粒子分布的更均勻,顆粒的大小基本一致,而其他兩種碳酸鈣顆粒大小差異程度比較大,粒子分布相對不均勻一些。從表中可以看出,HC-800 的粘度最大,LZ-800 的粘度最小。這與三種碳酸鈣的吸油值有著一定的關(guān)系,吸油值就越大,相應(yīng)地也增加了對乳液的吸附,提高了整體粘稠度,這與吸油值的測試結(jié)果是一致的。 從表中可以看出,采用方解石原礦生產(chǎn)的重鈣應(yīng)用于乳膠漆中時其對比率均明顯高于白云石原礦生產(chǎn)的重鈣;在方解石產(chǎn)品中,大方解石生產(chǎn)的重鈣的對比率又比小方解石生產(chǎn)的重鈣高。 從表中 可以看出,采用永豐大方解石加工的YF-800 制備的乳膠漆漆膜的耐洗刷次數(shù)最高,達到771 次,其次是采用永豐大方解石加工的LZ-800,其耐洗刷次數(shù)為757 次,與YF-800 相當(dāng),采用海城白云石生產(chǎn)的HC-800 制備的乳膠漆的漆膜耐洗刷性能最差,耐洗刷次數(shù)為696 次,但均大于500 次,完全符合國家標準。
采用大方解石加工的碳酸鈣產(chǎn)品白度高、雜質(zhì)元素含量低、顆粒分布比較均勻;采用大方解石加工的碳酸鈣應(yīng)用于內(nèi)墻乳膠漆中其對比率及耐洗刷性能明顯優(yōu)于小方解和白云石生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣。