碳酸鈣在不同行業(yè)的應(yīng)用中所起到的作用
一、碳酸鈣在塑料中的應(yīng)用
1. 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(shù)脂之中。添加碳酸鈣對(duì)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(shù)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)率大。反之,粒子粗吸油值小的碳酸鈣,塑料的硬度增長(zhǎng)率小。在軟質(zhì)聚氯乙烯中,以重質(zhì)碳酸鈣的硬度增長(zhǎng)率為最小。
碳酸鈣的塑料(樹(shù)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(shù)脂所浸潤(rùn),所以碳酸鈣添加的正常作用是使樹(shù)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(zhǎng)率都下降。
不同碳酸鈣,添加量不同,硬度也會(huì)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(guò)表面處理過(guò)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(shí),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(shū)寫(xiě)、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
普通的重質(zhì)碳酸鈣其價(jià)格都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于塑料價(jià)格,碳酸鈣的添加會(huì)使塑料制品的成本降低。固國(guó)外稱(chēng)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。
碳酸鈣是PVC制品生產(chǎn)加工中最常用的填充劑,其使用目的大多是為使PVC制品增量,以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。
目前在PVC制品的生產(chǎn)加工中使用的碳酸鈣,其一是由天然石灰石經(jīng)機(jī)械粉碎法如通過(guò)雷蒙磨粉碎成不同細(xì)度的碳酸鈣,這種碳酸鈣稱(chēng)為重質(zhì)碳酸鈣,其品質(zhì)由天然石灰石的品位和其細(xì)度決定。合理使用重質(zhì)碳酸鈣可提高PVC制品的耐熱性、剛性、尺寸穩(wěn)定性及加工性。
在PVC制品的加工過(guò)程中,大量添加碳酸鈣會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量,但如果添加了劣質(zhì)碳酸鈣,其制品質(zhì)量就會(huì)大幅度下降。添加同樣份數(shù)的碳酸鈣,優(yōu)質(zhì)碳酸鈣與劣質(zhì)碳酸鈣會(huì)使PVC制品的性能截然不同。
通常品質(zhì)較差的碳酸鈣的價(jià)格較低,一些生產(chǎn)廠家為求得較低的生產(chǎn)成本而會(huì)采購(gòu)這樣的碳酸鈣,但這樣做往往適得其反,因?yàn)樗奶砑恿肯鄬?duì)低于優(yōu)質(zhì)碳酸鈣,否則將大大降低制品質(zhì)量。
二 、碳酸鈣在橡膠中的應(yīng)用
1、碳酸鈣作為橡膠工業(yè)中使用得最早、用量最大的填充劑之一。被大量填充在橡膠制品之中,不僅可以增加制品的容積,而且能節(jié)約昂貴的天然橡膠或合成橡膠,達(dá)到降低成本的目的。
2、改進(jìn)加工性能
橡膠在加工過(guò)程中,為了成形需要,十分重視其加工性能。在一般橡膠制品配方之中,往往要加配若干份碳酸鈣。在淺色填料中,碳酸鈣分散性最好,可以與橡膠以任意比例混煉,又可將其他助劑一起混入,混煉方便。我司生產(chǎn)的碳酸鈣除以上優(yōu)點(diǎn)外還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是它添加比例的變化不會(huì)影響橡膠的硫化體系。
3、改進(jìn)硫化膠性能,起補(bǔ)強(qiáng)和半補(bǔ)強(qiáng)作用
我司生產(chǎn)的超細(xì)、微細(xì)碳酸鈣填入橡膠,能獲得比純橡膠硫化物更高的擴(kuò)張強(qiáng)度、耐磨性、撕裂強(qiáng)度。碳酸鈣粒子越細(xì)。對(duì)橡膠擴(kuò)張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、撓曲性的提高越明顯。我司生產(chǎn)的活性碳酸鈣已被應(yīng)用于天然橡膠、合成橡膠中,它能使橡膠的擴(kuò)張強(qiáng)度得到很大的改進(jìn)。
4、在橡膠加工中發(fā)揮一些特殊的作用
硫化橡膠中,在加添100份的范圍內(nèi),加入微細(xì)碳酸鈣、活性碳酸鈣每增加10份硬度增加邵氏2~3度。在橡膠工業(yè)中往往通過(guò)改變碳酸鈣填充量來(lái)調(diào)節(jié)硬度。
三、碳酸鈣在造紙中的應(yīng)用
碳酸鈣在造紙中主要作紙張的填料,為了保證紙張的一定強(qiáng)度、白度,同時(shí)降低成本,在紙張中添加大量碳酸鈣。造紙行業(yè)中大量使用碳酸鈣是基于國(guó)際上造紙工業(yè)從酸性造紙工藝轉(zhuǎn)向堿性或中性造成紙工藝,這樣就可以大量使用價(jià)廉的碳酸鈣代替以往的滑石和瓷土。重質(zhì)碳酸鈣作為造紙用填料,有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)超過(guò)高嶺土和FGCC。
1、具有較高的不透光性和光澤度。
2、作為填料,增量能力高。
3、粒徑均勻。
4、顏色保持力強(qiáng)。
對(duì)于造紙?zhí)盍蟻?lái)講,我司生產(chǎn)的碳酸鈣具有較高的留著力,粒度的均一性高,白度高。
四. 碳酸鈣在造紙涂布顏料作用
我司生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣顏色白,顆粒較細(xì),能適用于紙張表面的涂布。一般涂布總是一個(gè)復(fù)合配方,有碳酸鈣有瓷土,也有二氧化鈦或煅燒高嶺土CMC等等,最后成為漿狀,再用棒式氣刀、刮刀涂于紙張表層,加入碳酸鈣后能使紙的亮度、白度、油墨吸收性等特性有較大改觀。
在白板紙中,一般生產(chǎn)是在蕊紙成型之后,再用顏料涂?jī)擅嫒秾?,即底涂、面涂(個(gè)別廠一次涂布,也有廠是三次涂布)。在許多國(guó)家,造紙行業(yè)底涂用50%碳酸鈣和50%瓷土,也有用100%碳酸鈣,但底涂的碳酸鈣一般都控制在Pd60水平,即2um含量在60%左右,在底涂之后,再涂上一層面涂,面涂一般用30%碳酸鈣和70%瓷土。用的碳酸鈣一般都控制在Pd90水平,即2um含量在90%左右,兩面三刀者使用碳酸鈣約占紙張重量2%~4%。
在銅版紙中碳酸鈣的用途和白板紙中相同,所不同的是銅版紙的蕊紙很薄,而且雙面涂布相對(duì)來(lái)講,碳酸鈣涂布料占紙的重量比重就高得多。
另外還有定量涂布紙,涂布牛皮紙等,都可使用我司生產(chǎn)的碳酸鈣。
五、碳酸鈣在涂料中的應(yīng)用
在涂料中碳酸鈣可作為白色顏料,起一種骨架作用,碳酸鈣在涂料工業(yè)中可作為體質(zhì)顏料。由于碳酸鈣顏色是白色,在涂料中相對(duì)膠乳,溶劑價(jià)格都便宜,而且顆粒細(xì),能在涂料中均勻分散,所以是大量使用的體質(zhì)顏料。由于環(huán)保意識(shí)的提高,在建筑方面涂料已大量用水性涂料,由于碳酸鈣是白色又親水,價(jià)格又便宜,所以獲應(yīng)用。碳酸鈣的填入可以增強(qiáng)底漆對(duì)基層表面的沉積性和滲透性。在涂料中膩?zhàn)邮怯脕?lái)填平基面,是整體涂料的中間層,不論什么膩?zhàn)佣夹枰哟罅刻盍?,膩?zhàn)又械奶盍现黧w是重質(zhì)碳酸鈣,再少量加一些鋅鋇白以增加粘性防止漆層松散,同時(shí)適當(dāng)?shù)丶尤氤恋硖妓徕}以便干后打磨。
在厚漆中,碳酸鈣可以使涂料增稠、加厚,起一種填充和補(bǔ)平作用。所以在厚漆中通常添加重質(zhì)碳酸鈣,添加量可達(dá)24.6%~78.5%。
在面漆中,即罩面漆中,半光和無(wú)光漆則要采用增加體質(zhì)顏料來(lái)削減光澤的辦法,碳酸鈣就是理想的消光填料。
碳酸鈣在多彩涂料中可作為其中一種添加劑發(fā)揮其作用,達(dá)到既降低材料成本,又能提高裝飾效果的目的。在多彩涂料中可用重質(zhì)碳酸鈣。
在金屬防銹涂料中,碳酸鈣是體質(zhì)顏料,還有一點(diǎn)防銹作用,在金屬防銹涂料中碳酸鈣的適當(dāng)用量為30%。
六、 碳酸鈣在化學(xué)建材中的應(yīng)用
1、碳酸鈣在化學(xué)建材中的作用
隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,近年出現(xiàn)了新型復(fù)合材料——鈣塑材料,它是把大量的含鈣無(wú)機(jī)填充劑,配以少量的聚烯烴樹(shù)脂和其他添加劑,作為建筑材料。這種材料兼具木材、塑料及紙張的許多優(yōu)良性能,具有耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐寒、隔音、防震、加工容易等特性,可以在包裝、建材、管具等方面大量代替紙張和木材?;瘜W(xué)建材比重輕,價(jià)格便宜又易加工成形,所以做門(mén)、窗、天花板、墻板、上下水管、樓梯扶手、地板、電線管等都很理想?;瘜W(xué)建材發(fā)展極快,世界上一些國(guó)家建材用塑料已占塑料用量的20%至30%,由于它可以廣泛代替鋼材、木材、所以在當(dāng)今世界中化學(xué)建材與鋼材、木材、水泥并列,統(tǒng)稱(chēng)為“四大材”?;瘜W(xué)建材以無(wú)機(jī)填料為主要成分,用量極大(最大達(dá)95%),一般用量在30%~90%,如果聚乙烯交聯(lián)發(fā)泡,含碳酸鈣量為50%~60%。聚酯樹(shù)脂制品如玻璃,做瓦楞板、落水管、天漏、加入碳酸鈣是為降低成本、調(diào)整粘度、改善涂喬加工性。
七 、碳酸鈣在粘結(jié)劑、密封劑中的應(yīng)用
碳酸鈣被廣泛用于粘結(jié)劑和密封劑中作填料。已成為反應(yīng)型膠粘劑、熱熔性膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑、水基膠粘劑及密封膠的主要原料,在大幅度降低成本的前提下,膠接性能得到全面提高。
碳酸鈣應(yīng)用面較廣,如在PVC塑溶膠中可以改善其流變性能,在硅酮結(jié)構(gòu)密封膠中可以起到增強(qiáng)及降低成本的作用,應(yīng)用在熱熔膠中可以起到增量補(bǔ)強(qiáng)與耐熱作用,在水基膠粘劑中可以起到增稠與增粘的作用。在膠粘劑與密封膠中應(yīng)用可以明顯地降低成本,改善膠接性能。
八 、碳酸鈣在油墨中的應(yīng)用
油墨工業(yè)中采用樹(shù)脂酸改性的碳酸鈣,所配制的油墨,身骨及粘性較好,并有良好的印刷性能,且穩(wěn)定性很高,細(xì)微的顆粒與其它原料混合易相容,故印品光滑,網(wǎng)點(diǎn)完整,遮蓋力強(qiáng),光澤度與鋁鋇白相當(dāng)。作為填料,可以提高油墨的光澤度和亮度。
九、 碳酸鈣在醫(yī)藥、食品、飼料等中的應(yīng)用
碳酸鈣是制藥工業(yè)的培養(yǎng)基中的重要組分之一,其作用除了提供Ca元素外,還對(duì)穩(wěn)定發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中PH變化發(fā)揮緩沖作用,所以碳酸鈣成為制藥工業(yè)微生物發(fā)酵的緩沖劑。在藥品的試劑之中,碳酸鈣一般可作為填料,在止酸片中則起一定的藥效。
碳酸鈣可作為食品添加劑,在食品中宜添加少量,通常不超過(guò)2%,以保證人體所必須的鈣的攝入。因?yàn)樵谡G闆r下,人體內(nèi)鈣總量約為1200克,其中99%存在于骨髂和牙齒中,還有1%是人體血液中必不可少的組分,所以在各種食品添加劑中碳酸鈣也是其中之一。
在某些食品中(如口香糖、巧克力),碳酸鈣作強(qiáng)化劑,既降低成本,又作為基質(zhì)材料。
在牙膏中,重質(zhì)碳酸鈣作為磨擦劑使用,一般填加要達(dá)40%以上。
在化妝品中,較細(xì)的優(yōu)質(zhì)碳酸鈣作為填充劑。
碳酸鈣還用于印刷油墨、封蠟中,大多是起降低成本和增加容積的填充作用。
重質(zhì)碳酸鈣在玻璃工業(yè)中是主要原材料之一。
碳酸鈣產(chǎn)品廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,碳酸鈣產(chǎn)量會(huì)相對(duì)增加,而且會(huì)出現(xiàn)更多的新品種,碳酸鈣的重要性將日益為人們所了解。