碳酸钙分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。两者都广泛应用于塑料、橡胶、纸张、油漆涂料等各行各业,但由于粒度和表面效果有些不同,在使用效果上存在一些差异,有利有弊。
近几年来,随着重钙生产技术水平不断提高,重质碳酸钙无论在细度指标和粒径分布都得到较大的改善,重质碳酸钙在塑料制品中的使用优越性慢慢体现出来,尤其是塑料母料和PVC制品,越来越多的塑料厂从原来使用轻钙的技术改变到使用重钙技术,在保证产品质量的前提下,不仅仅降低了成本,还提高了生产效率。
晶体结构和堆积状态差别
普通轻钙的粒度在充分分散开来的情况下呈枣核形,长径约5~12μm,短径为1~3μm,平均粒径为2~3μm。但由于未经表面处理,在轻钙生成并经脱水、干燥后,往往众多粒子凝聚在一起形成大团粒,因此在国标中对轻钙的质量要求仅仅是125μm和45μm筛余物上来判断,无法反映出真实的粒径大少和分布。
普通重质碳酸钙经过破碎分级后,虽然颗粒形状不规则,但颗粒粒径较均匀,分散性较好,可以通过激光粒径分布仪测试出其颗粒累积分布状况,根据不同平均粒径的大小区分出不同规格的产品。
轻钙颗粒堆积较蓬松,堆积密度较小,体现为沉降体积较大(2.4-2.8mL/g),而重质碳酸钙颗粒堆积较密实,堆积密度较大,体现为沉降体积较小,重质碳酸钙的沉降体积(1.1-1.4mL/g)。所以同样重量的轻钙和重钙,轻钙包装要比重钙要显得大包一些。但是其实轻钙和重钙的真实密度差别并不大。碳酸钙通过填充于塑料之后体现的是真实密度,400目重质碳酸钙替代轻钙填充于塑料比重增加5-6%左右,而如用2000目重质碳酸钙,密度相差在1-2%。
吸油值
填充于塑料的碳酸钙无论是重质碳酸钙还是轻钙,由于塑料属于有机高分子而碳酸钙属于无机化合物,两者相容性不好,为了使碳酸钙能够与被填充的塑料有更好的相容性,在混合过程中都需对碳酸钙进行有机化处理,一般采用的处理剂有增塑剂(如DOP、环氧油,白矿油等)、润滑剂(石蜡、硬脂酸或硬脂酸盐)、偶联剂(钛酸酯或铝酸酯)等,这些助剂的添加比例与所填充的碳酸钙吸油值有关,吸油值越高,需要添加的处理剂就越多,由于活化助剂价格都比较昂贵,所以填充的碳酸钙粉体吸油值低有较好的加工性能。
重质碳酸钙吸油值一般比轻钙低10-15度左右,同样比例替代塑料配方中的轻钙,可以减少活化助剂的使用量。
生产效率
轻钙由于比较蓬松,在填充诸如pvc制品时,填充比例超过一定限度时,比较容易在下料斗产生‘架桥’现象,就是我们常见的下料不流畅。严重影响生产效率。而重质碳酸钙由于颗粒比较松散,混合pvc物料后流动性比较好,同样的填充比例,不会像轻钙那样会在下料斗产生‘架桥’现象。
脆性问题
由于重钙颗粒比较松散,颗粒形状也呈不规则形,与塑料高分子结合后应力小,制品脆性大。
相同碳酸钙比例填充的塑料制品,轻钙填充的塑料制品柔韧性方面要比重钙填充的好。
重钙的使用趋势
目前发达国家塑料工业使用的重质碳酸钙与轻钙之比为17~20∶1,以重钙为主,而我国至今使用两者之比仅为2∶1左右。随着重钙生产技术不断提高,细度已经越来越接近轻钙,综合使用性能得到较大提升。轻钙由于采用化学方法生产,在生产过程中不可避免的要排出大量的废水、废气和废渣,对环境造成污染,而重钙采用物理方法生产,不会排放废水、废气和废渣,国家政策主导工业生产‘节能减排’,未来轻钙的生产成本将会大幅提高,使用重质碳酸钙取代轻钙已是一种趋势。
但是一直以来塑胶填充生产工艺和配方大多已轻钙为主,技术革新需要一定的时间,所以重钙取代轻钙仍然任重道远。
2018年非金属矿物粉体材料加工技术培训
国家建筑材料工业技术情报研究所与淄博市科技局共同组织的2018年中国非金属矿物粉体材料加工技术培训将于9月18-20日在淄博华美达大酒店召开!
课程一:石英砂/粉
1、石英砂及石英粉的加工工艺及装备选择;
板材砂/粉、超白玻璃砂、TFT砂、涂料用砂/粉、压裂砂、地坪砂等加工工艺及装备选择;
2、硅微粉/复合硅微粉/球形硅微粉/无机导热材料加工工艺、注意事项及应用领域;
3、硅微粉表面改性工艺及设备的选择、改性剂添加量估算、应用及效果评价;
4、板材用石英粉表面改性工艺及设备的选择、改性剂添加量估算、应用及效果;
5、石英石板材加工工艺、装备选择,以及对原料的质量要求。
课程二:碳酸钙
1、超细碳酸钙粉体加工及装备选择;
2、碳酸钙粉体表面改性技术、药剂与装备选择;
3、碳酸钙粉体在塑料中的应用及市场情况;
4、碳酸钙母料制备工艺及配方。
课程三:滑石
1、高径厚比超细滑石粉加工工艺及装备选择;
2、滑石粉表面改性技术、药剂与装备选择;
3、滑石粉在塑料中的应用及市场情况;
4、滑石母料制备工艺、配方设计、应用市场;
5、滑石粉用于橡胶制品(三元乙丙胶)配方、工艺应用要点和注意事项;
课程四:硅灰石
1、超细针状硅灰石粉体加工及装备选型;
2、硅灰石表面改性药剂与装备选择、改性效果评估;
3、硅灰石在塑料中的应用及市场情况;
4、硅灰石母料加工工艺及装备选择、母料配方设计;
5、硅灰石微细改性粉用于橡胶制品补强、增强配方及工艺应用要点。
课程五:其他粉体
1、重晶石、氧化铝和碳化硅等陶瓷粉超细、超纯加工技术
2、高岭土表面改性药剂与装备选择、改性效果评估;
3、煅烧高岭土用于橡胶电缆绝缘材料的配方及工艺应用要点
4、云母粉在塑料中的应用及市场情况;
5、云母母料制备工艺、配方设计、应用市场;
课程六:非金属矿粉体性能检测及评价标准
1、非金属矿物粉体基本性能检测及表征方法。包括粒度、白度、含水率、比表面积等。
2、非矿表面改性产品效果评价和表征方法。包括粒度、白度、吸油值、比表面积、活化度等。
课程六:实际操作
1、粉体改性效果评价。现场实际操作教您辨别非金属矿物粉体改性效果好坏。
2、检测仪器现场操作。如粒度、白度、水分仪、比表面积等检测仪器。
联系人:
彭春艳
魏博
李渴
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