碳酸鈣是一種重要的、用途廣泛的無機(jī)鹽礦物,俗稱“工業(yè)味精”,是各行各業(yè)中常用的填充劑之一。
1、主要成分
重質(zhì)碳酸鈣主要是以方解石、大理石、石灰?guī)r、白堊、漢白玉等天然礦物為原料,經(jīng)機(jī)械粉磨加工得到的粉體材料;
輕質(zhì)碳酸鈣主要是以石灰石為原料,經(jīng)煅燒、消化、碳化、脫水、干燥、分級等工序得到的粉體材料。
2、產(chǎn)品堆積密度
產(chǎn)品堆積密度的不同是重質(zhì)碳酸鈣與輕質(zhì)碳酸鈣最明顯的區(qū)別。
重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品的堆積密度較大,一般為0.8~1.3g/cm3;
輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品的堆積密度較小,一般為0.5~0.7g/cm3,一些納米碳酸鈣產(chǎn)品的堆積密度甚至可達(dá)到0.28g/cm3左右。
3、吸油值
重質(zhì)碳酸鈣由于顆粒大、表面光潔、比表面積小,因此吸油值較低,一般為40-60mL/100g左右;
輕質(zhì)碳酸鈣顆粒微細(xì)、表面較粗糙,比表面積大,因此吸油值較高,一般為60-90mL/100g左右。
4、白度
重質(zhì)碳酸鈣由于相對雜質(zhì)較多,因此產(chǎn)品白度一般為89%~93%,極少數(shù)的產(chǎn)品能達(dá)到95%;
輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品純凈度較高,因此白度一般為92%~95%,部分產(chǎn)品可以達(dá)到96%~97%。
5、含水率
重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品水分一般為0.2%~0.3%,水分含量比較低,同時也較為穩(wěn)定,一些高檔的產(chǎn)品水分甚至可達(dá)到0.1%左右;
普通輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品水分0.3%~0.8%,有時會有一定的波動,不太穩(wěn)定。
6、粉體特點
重質(zhì)碳酸鈣的粉體特點是:顆粒形狀不規(guī)則,而且顆粒有一定的棱角,表面粗糙;顆粒大小差異較大,粒徑分布較寬,粒徑較大。破碎和細(xì)化不會改變重質(zhì)碳酸鈣的晶型,一般方解石重質(zhì)碳酸鈣為六方晶型、大理石重質(zhì)碳酸鈣為立方晶型,主要與產(chǎn)地有關(guān)。
輕質(zhì)碳酸鈣的粉體特點是:顆粒形狀規(guī)則,可視為單分散粉體;粒度分布較窄。根據(jù)晶粒形狀的不同,輕質(zhì)碳酸鈣可分為紡錘形、立方形、針狀、鏈狀、球形、片狀和菱形等。
7、粒徑
紡錘形碳酸鈣是輕質(zhì)碳酸鈣中最常見的一種晶形,平均長軸粒徑為5-12μm,平均短軸粒徑為1-3μm;
針狀碳酸鈣平均粒徑為0.01-0.1μm,平均長徑比為5-100;
鏈狀碳酸鈣平均粒徑為0.01-0.1μm,平均長徑比為10-50;
球形碳酸鈣平均粒徑為0.03-0.05μm;
立方形碳酸鈣平均粒徑為0.02-0.1μm;
片狀碳酸鈣平均粒徑為1-3μm。
輕質(zhì)碳酸鈣由于氧化鈣反應(yīng)不完全,殘留有石灰味道,如填充餅干則會有嗆人的味道,而重質(zhì)碳酸鈣沒有。
重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品的粒徑為0.5~45μm不等,按其原始平均粒徑(d)分為:粗磨碳酸鈣(>3μm)、細(xì)磨碳酸鈣(1-3μm)、超細(xì)碳酸鈣(0.5-1μm);
8、應(yīng)用性能不同
碳酸鈣的應(yīng)用范圍:塑料制品、橡膠、造紙、EVA發(fā)泡、鞋材、人造革、涂料、油墨、建材、電線電纜、工藝品、膠粘劑、牙膏等行業(yè)。
詳細(xì)解說如下:
以塑料為例,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制品某些性能以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍有一定作用,在塑料加工中它們可以減少樹脂收縮率,改善流變態(tài),控制粘度。還能起到以下作用:
(1)提高塑料制品尺寸的穩(wěn)定性碳酸鈣的添加,在塑料制品之中起到一種骨架作用,對塑料制品尺寸的穩(wěn)定有很大作用。
(2)提高塑料制品的硬度和剛性在塑料中,特別是軟質(zhì)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(xì),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(zhì)聚氯乙烯中,以重質(zhì)碳酸鈣的硬度增長率為最小,沉淀碳酸鈣(輕質(zhì))則其次。碳酸鈣的塑料(樹脂)內(nèi)一般不能起增強(qiáng)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(qiáng)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(shù)量比較大,這樣就有助于它和其他組分的混合,也有助于塑料的加工成形。碳酸鈣的添加,特別是經(jīng)過表面處理過的碳酸鈣添加之后,不但可以提高制品的硬度,還可以提高制品的表面光澤和表面平整性。碳酸鈣的添加,可以減少塑料制品的收縮率、線膨脹系數(shù)、蠕變性能,為加工成形創(chuàng)造了條件。
(4)提高塑料制品的耐熱性在一般塑料制品中添加碳酸鈣,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(jìn)塑料的散光性在塑料制品中,有的制品要求增白而不透明,有的希望消光,碳酸鈣的添加在這方面可以發(fā)揮一定作用。白度在90以上的碳酸鈣,在塑料制品中有明顯的增白作用。與鈦白粉、立德粉配合,塑料制品的消光性有很大改進(jìn)。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(dá)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)可使制品具有某些特殊性能碳酸鈣添加于電纜料中有一定的絕緣作用,碳酸鈣的添加可以提高某些制品的電鍍性能、印刷性能。微細(xì)或超細(xì)的碳酸鈣添加在聚氯乙烯(PVC)中,有一定的阻燃作用。
(7)降低塑料制品成本普通的輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣其價格都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于塑料價格,碳酸鈣的添加會使塑料制品的成本降低。固國外稱碳酸鈣為填充劑(Filler)或增量劑(Extender)。在現(xiàn)階段,添加碳酸鈣以降低塑料的成本為主要目標(biāo)。隨著碳酸鈣表面性質(zhì)的改善和形狀、粒度的可控,碳酸鈣將逐漸成為補(bǔ)強(qiáng)或賦予功能性為目的的功能性填充劑。
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