中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2021年6月29-30日，由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“2021全國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會(huì)”在安徽池州隆重召開(kāi)，期間我們邀請(qǐng)到華東理工大學(xué)國(guó)家超細(xì)粉末研究中心的楊永和副總工程師做客“對(duì)話”欄目，進(jìn)行視頻訪談，圍繞納米碳酸鈣、尤其是油墨用透明級(jí)納米碳酸鈣的市場(chǎng)、生產(chǎn)等現(xiàn)狀進(jìn)行了探討交流。
楊永和副總工程師
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粉體網(wǎng)：楊總，您來(lái)自華東理工大學(xué)超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心，是超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心浙江分中心總經(jīng)理，首先請(qǐng)您簡(jiǎn)單介紹一下超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心，目前工程中心納米碳酸鈣的研發(fā)概況如何？
楊總：超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心是1994年經(jīng)國(guó)家計(jì)委、國(guó)家教育部批準(zhǔn)成立，依托于華東理工大學(xué)，是國(guó)內(nèi)第一家股份制試點(diǎn)的國(guó)家級(jí)工程研究中心。
工程中心主要從事納米級(jí)超細(xì)粉末及相關(guān)新材料的科研開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，致力于用高新科技改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)高新科技成果產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)探索科研與生產(chǎn)、市場(chǎng)相結(jié)合的有效模式和運(yùn)行機(jī)制，促進(jìn)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。
在超細(xì)粉末領(lǐng)域，做過(guò)磁粉、玄武巖、碳酸鈣等多個(gè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。其中納米碳酸鈣是我們工程中心持續(xù)30年一直在研究的，在中國(guó)可以說(shuō)團(tuán)隊(duì)專一、研究產(chǎn)業(yè)鏈完整的一個(gè)專業(yè)的研究中心。我們的技術(shù)也已孵化了山西蘭花華明納米材料股份有限公司、江西華明納米碳酸鈣有限公司、湖北國(guó)鼎華明等一批優(yōu)秀的企業(yè)，這些也可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)納米碳酸鈣中高端產(chǎn)品領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)型企業(yè)。
粉體網(wǎng)：楊總，目前納米碳酸鈣的應(yīng)用市場(chǎng)概況如何？
楊總：納米碳酸鈣在中國(guó)的發(fā)展時(shí)間不是很長(zhǎng)，大概有二三十年的歷程。其中也涌現(xiàn)了山西華明、廣西華納這樣優(yōu)秀的企業(yè)，但是中國(guó)的碳酸鈣、納米碳酸鈣技術(shù)原創(chuàng)型的企業(yè)能留在市場(chǎng)上的，目前規(guī)模比較大的有我們超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心研發(fā)的間歇冷凍攪拌釜碳化法。對(duì)于其他技術(shù)基本上是拿來(lái)主義，從日本引進(jìn)比較落后的技術(shù)，這些技術(shù)的產(chǎn)品附加值大部分還是比較低端的。
中國(guó)目前有30多家納米碳酸鈣生產(chǎn)廠家，產(chǎn)量達(dá)每年100余萬(wàn)噸，但中國(guó)實(shí)際納米鈣的需求應(yīng)該在200多萬(wàn)噸，所以說(shuō)市場(chǎng)對(duì)高端的產(chǎn)品依然有缺口，還需要進(jìn)口。
粉體網(wǎng)：楊總，油墨用碳酸鈣主要有半透明和透明納米級(jí)碳酸鈣兩大類。兩者各有何優(yōu)缺點(diǎn)？
楊總：實(shí)際上我們?cè)谟湍惺褂眉{米碳酸鈣，主要還是用它的透明性。我們都知道，碳酸鈣在一些低端應(yīng)用領(lǐng)域基本上是作為填料使用。我們所講半透明的產(chǎn)品和不透明的產(chǎn)品，半透明相較于不透明，兼顧了一些功能，但依然不透明。但高端的產(chǎn)品還是需要它有一定的透明性。我也在報(bào)告中提到，低于光的波長(zhǎng)一半，它就具有透明性，也就是說(shuō)納米碳酸鈣在油墨體系中基本是以100納米以內(nèi)的狀態(tài)在分布，這樣才能達(dá)到透明性。因此概括而言，透明級(jí)屬于高端應(yīng)用，半透明級(jí)屬于功能化應(yīng)用，不透明級(jí)基本是作為填料使用在油墨中。
粉體網(wǎng)：楊總，據(jù)了解您主導(dǎo)研發(fā)的高檔膠印油墨用透明級(jí)納米碳酸鈣以及硅橡膠用納米碳酸鈣、溶劑型油墨用透明級(jí)納米碳酸鈣都是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，獲得廣泛的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，并獲多項(xiàng)國(guó)家專利。高檔膠印透明級(jí)油墨用納米碳酸鈣生產(chǎn)方法有哪些，各有何優(yōu)勢(shì)？
楊總：我在報(bào)告中提到，日本白石發(fā)明碳化法以來(lái)，這種生產(chǎn)方法一直是全球生產(chǎn)納米鈣、輕鈣的主流工藝。我們的納米碳酸鈣，目前采用間歇冷凍攪拌法。華東理工大學(xué)也是經(jīng)歷了從基礎(chǔ)理論、小試、中試、產(chǎn)業(yè)化的全過(guò)程，到目前孵化了國(guó)內(nèi)一定規(guī)模的企業(yè)。
此外，中國(guó)其它相關(guān)領(lǐng)域的工藝、裝備的研究也比較多。其中以北京化工大學(xué)的超重力法為代表。超重力法具有合成納米碳酸鈣粒徑小、分布窄的優(yōu)勢(shì)。但若以經(jīng)濟(jì)性作為考量，超重力法僅適用于高端產(chǎn)品的生產(chǎn)。目前超重力法在國(guó)內(nèi)沒(méi)有得到很好的推廣。其他技術(shù)，主要還是從日本拿來(lái)的淘汰落后的產(chǎn)品，基本是從馬來(lái)西亞、臺(tái)灣進(jìn)口日本未提純、低端的產(chǎn)品。他們的技術(shù)主要生產(chǎn)一些相對(duì)比較低端的納米碳酸鈣，如在低端PVC、密封膠等方面的應(yīng)用。而我們?nèi)A東理工大學(xué)的間歇冷凍攪拌釜生產(chǎn)技術(shù)，以其優(yōu)越的產(chǎn)品性能、合適的性價(jià)比，得到了國(guó)內(nèi)中高端市場(chǎng)的認(rèn)可，每年在中高端市場(chǎng)供有將近五六十萬(wàn)噸的產(chǎn)品。
粉體網(wǎng)：楊總，透明級(jí)納米碳酸鈣生產(chǎn)的影響因素有哪些？
楊總：對(duì)于透明，首先粒徑要低于光的波長(zhǎng)的一半，而且要求是在分散相、分散體系中能達(dá)到。比較關(guān)鍵的，第一是合成，合成100納米以內(nèi)，在油墨中最好是20-30納米的粒徑。第二是可以在表面形成高分子材料跟油墨體系相容。國(guó)外的產(chǎn)品同國(guó)內(nèi)的相比來(lái)看，用樹(shù)脂酸、木質(zhì)素等來(lái)處理是比較合適的。第三是在應(yīng)用市場(chǎng)當(dāng)中，還要給它一個(gè)合理的分散手段。在膠印墨和溶劑墨當(dāng)中是不一樣的，我們會(huì)加以分散，使產(chǎn)品具有更好的相容性、透明性，從而應(yīng)用到油墨當(dāng)中。
粉體網(wǎng)：楊總，高檔透明級(jí)膠印納米碳酸國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)現(xiàn)狀如何？未來(lái)，納米碳酸鈣在高檔透明級(jí)膠印油墨的研發(fā)方向是什么？
楊總：油墨產(chǎn)品技術(shù)主要來(lái)自北美、亞洲，其中亞洲以日本、韓國(guó)為主，北美進(jìn)入中國(guó)的市場(chǎng)不多。油墨技術(shù)主要在日本、韓國(guó)，在中國(guó)主要有濟(jì)南皇冠、韓國(guó)三星、天津東洋等油墨企業(yè)。所以說(shuō)這些油墨生產(chǎn)企業(yè)相配套的原材料企業(yè)，尤其是透明級(jí)的納米碳酸鈣也是主要以日本為主。目前據(jù)我所知，世界上做油墨用碳酸鈣研究的有美國(guó)的特礦，當(dāng)然最有代表性的還是日本的白石、丸尾、竹原化學(xué)。如白石公司的白艷華O，竹原化學(xué)的SA-200、SA-300、丸尾的200、300。
我們?nèi)A東理工大學(xué)的專利主要是根據(jù)這些跨國(guó)巨頭研發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行針對(duì)性的研發(fā)。我們目前生產(chǎn)有SPO-100，透明度比較好，比對(duì)白艷華O；還有SPO-200，主要針對(duì)于白艷華TDD，主要是做半透明級(jí)的；此外 SPO-500，主要針對(duì)一些溶劑型油墨設(shè)計(jì)的。
油墨用納米碳酸鈣正以年需求量10%的速度遞增，因此開(kāi)發(fā)高檔膠印油墨用納米級(jí)透明油墨鈣，成為行業(yè)發(fā)展方向。
全球來(lái)看，這些產(chǎn)品主要是在日本為主的亞洲地區(qū)。將來(lái)的發(fā)展方向還是以大量替代鈦白粉等填料為主要方向。
粉體網(wǎng)：如何彌補(bǔ)100萬(wàn)噸納米碳酸鈣的缺口，縮短國(guó)內(nèi)外差距?
據(jù)楊總介紹，中國(guó)是世界上碳酸鈣生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)碳酸鈣需求不僅數(shù)量增加，而且產(chǎn)品質(zhì)量需求專用化、功能化，尤其是粒徑小于100nm 的納米碳酸鈣，由于其具有普通碳酸鈣所不能具有的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)，產(chǎn)品需求量越來(lái)越大。
對(duì)于高值化應(yīng)用，表面經(jīng)過(guò)特殊樹(shù)脂酸、木質(zhì)素處理的納米碳酸鈣廣泛應(yīng)用于高檔膠印油墨體系和高檔橡膠體系作為功能性填料，是目前納米碳酸鈣應(yīng)用中技術(shù)含量和附加值比較高的品種，其技術(shù)和市場(chǎng)卻一直為日本和北美等一些廠家所壟斷。
在對(duì)話中，對(duì)于國(guó)內(nèi)外納米碳酸鈣產(chǎn)品的差距、供需缺口的存在，楊總表示更多因素來(lái)源于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝及裝備。加強(qiáng)工藝技術(shù)、生產(chǎn)裝備的研究，是國(guó)內(nèi)碳酸鈣高值化應(yīng)用，彌補(bǔ)供需缺口、縮短國(guó)內(nèi)外差距的重要一環(huán)。
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