中國粉體網(wǎng)訊 2021年6月29-30日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“2021全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會(huì)”在安徽池州隆重召開，期間我們邀請(qǐng)到深圳市高分子行業(yè)協(xié)會(huì)王文廣教授級(jí)高工做客“對(duì)話”欄目，進(jìn)行視頻訪談，圍繞碳酸鈣填充母料的優(yōu)勢(shì)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用現(xiàn)狀等進(jìn)行了探討交流。
王文廣教授級(jí)高工
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粉體網(wǎng)：王教授，首先請(qǐng)問碳酸鈣作為填充母料填料的優(yōu)勢(shì)有哪些？
王教授：主要有三大優(yōu)勢(shì)。第一，防止粉塵污染環(huán)境。自己用碳酸鈣粉末生產(chǎn)時(shí)有粉塵污染，而現(xiàn)在環(huán)保壓力大，碳酸鈣填充母料可有效防止粉塵污染。第二，促進(jìn)粉體分散更加均勻。企業(yè)自己添加碳酸鈣時(shí)，可能在產(chǎn)品中分散不開，而做成母料時(shí)，已預(yù)分散。第三，提高粉體與基體的相容性。直接添加碳酸鈣，同聚乙烯的相容性要差，這樣會(huì)大大降低產(chǎn)品的強(qiáng)度。做成母料時(shí)，已添加相容成分，所以對(duì)強(qiáng)度影響小，甚至可以提高強(qiáng)度。
粉體網(wǎng)：王教授，填充母料配方設(shè)計(jì)包括哪些方面的設(shè)計(jì)？
王教授：概括而言，涵蓋六大板塊。第一大板塊是功能板塊，就是母料里要有什么功能，關(guān)鍵是用什么粉體。第二是成型板塊。母料是把粉體變成顆粒，使其成型。第三是分散板塊，要分散均勻。第四是相容板塊。第五是穩(wěn)定板塊，因?yàn)榫垡蚁┹d體在加工過程中分解太大會(huì)影響強(qiáng)度。第六是美觀板塊，使產(chǎn)品美觀一些，便于出售。
粉體網(wǎng)：王教授，對(duì)于功能組分設(shè)計(jì)，該如何選擇無機(jī)粉體？碳酸鈣在母料配方中應(yīng)如何選擇和使用？
王教授：功能母粒是母料的核心，體現(xiàn)母料的功能性。比如色母料用來配色，抗靜電母料用來抗靜電，阻燃母料用來阻燃。
填充母料的功能取決于母料中無機(jī)粉體的性能。如提高沖擊選擇納米碳酸鈣和沉淀硫酸鋇；提高拉伸選擇硅灰石和滑石粉等；不影響透明性選擇沉淀硫酸鋇、高硅含量滑石粉和元明粉等；賦予吸水功能用氧化鈣等。
對(duì)于碳酸鈣，又分為不同的品種，表現(xiàn)出不同的粒度、吸油值等表觀性能。如我報(bào)告所提，碳酸鈣涵蓋重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣兩大類。重質(zhì)碳酸鈣又分大方解石的、小方解石的、大理石的、白云石的等等，性能會(huì)有所不同。輕質(zhì)碳酸鈣又分為球狀、立方形、柱狀、纖維狀、空心狀、碟狀等，不同形狀所表現(xiàn)的性能也不同。在選擇時(shí)，要依據(jù)最終產(chǎn)品以及想達(dá)到的功能。比如造紙用碳酸鈣母料，選擇蝶狀；若沖擊強(qiáng)度要求高，優(yōu)先選輕鈣。依據(jù)不同用途選擇相應(yīng)的產(chǎn)品。
粉體網(wǎng)：王教授，碳酸鈣填充母料配方設(shè)計(jì)原則是什么？目前業(yè)內(nèi)碳酸鈣填充母料配方設(shè)計(jì)中容易忽視的有哪幾點(diǎn)？
王教授：原則有兩點(diǎn)。第一，盡量少用小分子的。因?yàn)楝F(xiàn)在環(huán)保壓力很大，如果加入小分子太多，那么在生產(chǎn)過程中容易揮發(fā)產(chǎn)生VOC氣體，可能會(huì)不達(dá)標(biāo)。第二，各種助劑的加入量和碳酸鈣的粒度有關(guān)。粒度越細(xì)，加入各種助劑、潤滑劑、分散劑、相容劑要多一些。另一方面，粒度越細(xì)，在母料中的粉體含量要降低一點(diǎn)。
目前企業(yè)做碳酸鈣填充母料容易忽視的是相容性，很多企業(yè)沒有考慮相容性。如果客戶對(duì)碳酸鈣加入后的強(qiáng)度要求很高，就要添加相容劑。如果客戶對(duì)加入后強(qiáng)度損失不在意，那就不需要添加相容劑。目前很多企業(yè)不添加相容劑、分散劑，直接添加載體、功能母料、潤滑劑，這樣做出的產(chǎn)品容易存在結(jié)塊、產(chǎn)品性能差。
此外，根據(jù)需求，六大組分不是全部必須有的。比如美觀組分，若自己使用，不需要添加；如果是聚乙烯用，可以不用穩(wěn)定組分。
粉體網(wǎng)：王教授，您從事塑料行業(yè)35年，是高分子改性領(lǐng)域?qū)＜液托屑摇ＤJ(rèn)為該如何將碳酸鈣更好的用于塑料中？
王教授：碳酸鈣是目前塑料填料里最為便宜的一種，1250目約是400元。所以目前選用填料優(yōu)先選擇碳酸鈣。但是反言之，碳酸鈣目前大部分還是低值化應(yīng)用。碳酸鈣在高值化應(yīng)用方面應(yīng)該重視起來。
目前企業(yè)選用碳酸鈣，主要用來降低成本。同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些副作用。比如提高了產(chǎn)品密度，影響了產(chǎn)品的某些性能，尤其是拉伸、沖擊性能的影響比較大。但如果碳酸鈣母料做好了，尤其是六大組分設(shè)計(jì)好了，是會(huì)提高產(chǎn)品性能的，可以提高拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度。目前我已設(shè)計(jì)出這樣的產(chǎn)品并已在試用。
另外，對(duì)于密度問題，添加碳酸鈣后，一個(gè)塑料袋可能由20g變成30g，重量增加，這樣不利成本的降低。因此，我現(xiàn)在也正研究，如何加入碳酸鈣的同時(shí)，密度不增加，或者相等或者降低。現(xiàn)在我已研究出一款密度不增加的母料。
按照我的設(shè)想，碳酸鈣將來應(yīng)該具備降低成本、降低密度、提高強(qiáng)度等綜合功能，變得更加完美。目前碳酸鈣更多是被低價(jià)售賣，但如果加大投入，提升產(chǎn)品性能，賣價(jià)會(huì)翻好幾倍。
一個(gè)完整的填充母料配方由：載體樹脂、無機(jī)粉體、分散劑、偶聯(lián)劑、相容劑、潤滑劑、抗靜電劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑等10多種以上成分組成。其中功能組分是母料的核心組分。碳酸鈣填充母料配方設(shè)計(jì)的起點(diǎn)也要從鈣粉開始，就像蓋樓的地基一樣。整體而言，碳酸鈣是一個(gè)被低估了的很好的材料。未來，碳酸鈣高值化應(yīng)用是其發(fā)展的重要方向。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
