中國粉體網(wǎng)訊 眾所周知,碳酸鈣是一種來源廣,儲量豐富,工業(yè)化成本低廉,用途廣泛的一種重要無機化合物,由C、O、Ca三種不同元素組成,分子式為CaCO3。按照工業(yè)制備方法不同,碳酸鈣分為重質(zhì)、輕質(zhì)和活性碳酸鈣三種。其中輕質(zhì)碳酸鈣是選用化學方法形成的,密度比重鈣小,但在沉降體積方面,輕質(zhì)碳酸鈣的數(shù)值更大,故又稱為沉淀碳酸鈣,通常以PCC表示。通過化學法制備的輕質(zhì)碳酸鈣粒徑尺寸從納米到微米級不等,顆粒形貌包括空心球、方塊狀、花狀、鏈鎖形和多級結(jié)構(gòu)等多種形貌。作為化學工業(yè)生產(chǎn)中的一種基礎(chǔ)原料,輕質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用廣泛。
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造紙
造紙行業(yè)是碳酸鈣的最大市場之一,重質(zhì)碳酸鈣填料主要用于除卷煙紙、過濾紙和特種低定量信息用紙外的印刷紙、廣告用紙、辦公用紙、書寫紙等。輕質(zhì)碳酸鈣相較重質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量更好,具有粒度細、白度高、價格低、起泡性低和印刷適應(yīng)性好等優(yōu)點,非常適合用做造紙?zhí)盍希梢曰緷M足紙張印刷和光學性能要求。
相關(guān)分析表明,紡錘狀超微細粒度的碳酸鈣不需改性就可以提升高級紙張的質(zhì)量和防磨損性,而且在紙漿中填充紡錘狀碳酸鈣,可以模擬微細纖維,會有大量的細小氣室,因此獲得極好的平滑度及可印刷性。
橡膠
輕質(zhì)碳酸鈣大量用于橡膠制品中,如輪胎,輸送帶膠管、膠布及醫(yī)用橡膠制品,可以減少橡膠用量,降低成本還可以起到補強和半補強的作用。輕質(zhì)碳酸鈣填入橡膠能獲得比純橡膠硫化物更高的抗張強度耐磨性,撕裂強度,并在天然橡膠和合成橡膠中有顯著的補強作用,同時可以調(diào)整稠度。
相對而言,針狀碳酸鈣的增強補韌性能比普通填料的增韌性功能強,在材料中填充后,可以改善材料的強度、硬度及耐磨性等方面的性能。
塑料
輕質(zhì)碳酸鈣在塑料制品中能起到一種骨架作用,對塑料制品尺寸的穩(wěn)定性有很大作用,能提高制品的硬度,還可以提高制品的表面光澤和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸鈣耐熱性可以提高,由于輕質(zhì)碳酸鈣白度在90%以上,還可以取代昂貴的白色顏料起到一定的增白作用。
油漆
碳酸鈣是油漆生產(chǎn)中重要的填充劑,細度和顆粒分配決定了油漆的透明度。輕質(zhì)碳酸鈣在油漆行業(yè)中的用量較大,是不可缺少的骨架,在稠漆中用量為30%以上,酚醛磁漆用量4-7%,酚醛細花紋皺紋漆39%以上。
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涂料
相對于重鈣而言,由于輕鈣是人工合成的,晶型與組成易于控制,因而可賦予輕鈣多種功能,相對較高的比表面積使粉體在涂層中的補強效果明顯優(yōu)于重鈣。普通的輕鈣除部分用于建筑涂料、紙張涂料、粉末涂料外,主要用于防腐蝕涂料(包括船舶涂料、集裝箱涂料、車輛底漆、橋梁及鋼結(jié)構(gòu)防腐等),超微細輕鈣除作為填料外,還具備一定的耐水性、緩蝕性。
油墨
輕質(zhì)碳酸鈣應(yīng)用于油墨,能使漆膜光澤清晰、持久;使油墨的印刷色調(diào)優(yōu)雅、均勻,其良好的半透明性、光澤度和流動性還能降低涂料和油墨成本。球形和立方形的納米碳酸鈣,其疏散性、透明性、光澤度、遮蓋力等性能均優(yōu)于其他填料,廣泛用于快速印刷和激光排版領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)油墨中。
醫(yī)藥
輕質(zhì)碳酸鈣在藥品配方中用作中和劑、助濾劑、緩沖劑和溶解劑以及填料和鈣源補充劑。且中空結(jié)構(gòu)的碳酸鈣在生物相容性方面功能比較好,可作為藥物傳遞和診斷標志物。
食品
輕質(zhì)碳酸鈣廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活補鈣營養(yǎng)食品行業(yè),是奶制品、肉制品和面制品、乳制奶粉、奶片等行業(yè)的優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)強化添加劑。在制備青霉素、鏈霉素、土霉素的過程中,需要大量碳酸鈣。在食品中作為添加劑,以保證人體所必須的鈣攝入,如口香糖、巧克力和酸奶、鈣片、果凍等飲料中作強化劑,達到人體對鈣的需求。輕質(zhì)碳酸鈣在食品加工中作堿性劑、營養(yǎng)增補劑、面團調(diào)節(jié)劑、固化劑、酵母養(yǎng)料、抗結(jié)塊劑、疏松劑、膠姆糖助劑和改性劑。食用級CaCO3含量高、雜質(zhì)低,Pb、As、Hg、Fe等指標特別低。
飼料
輕質(zhì)碳酸鈣在飼料中作為在飼料加工中鈣的補充劑。飼料級輕質(zhì)碳酸鈣須符合以下標準:碳酸鈣(CaCO3)含量≥98%;碳酸鈣(Ca)含量≥39.2%;水份含量≤1%;鹽酸含量≤0.2%;重金屬含量(Pb)≤0.003%;砷(As)≤0.0002%;鋇鹽(Ba)≤0.030%。
牙膏
輕質(zhì)碳酸鈣可以用于牙粉、牙膏、化妝品等日用化工制品中。輕質(zhì)碳酸鈣在牙膏中用作摩擦劑,不僅可清除牙菌斑、物質(zhì)殘渣、使牙齒磨光且不傷及牙釉和對香氣透發(fā)性、膏體擴散性好;加之呈微堿性,能中和牙斑細菌的酸性代謝產(chǎn)物如檸檬酸而降低口腔pH值具有清除酸性牙斑、中和口腔內(nèi)酸性代謝產(chǎn)物等多重作用。
密封膠和粘合劑
碳酸鈣作為半補強填料用于膠粘劑中,可以改變膠層性能,降低膠粘劑成本,基本上與基料不起反應(yīng)。在膠粘劑中加入一定量的碳酸鈣能增加其粘接強度、硬度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、降低固化收縮率和線膨脹系數(shù)。如常用的玻璃膠,不使用補強填料粘結(jié)力變很差,加入工業(yè)碳酸鈣,可以提高粘接接頭的強度,增加表面硬度,增加粘度和熱導率,增加抗沖擊韌性和耐磨性,改善膠粘劑的耐介質(zhì)性能,降低成本。輕鈣尤其是納米級輕鈣,粒子尺寸穩(wěn)定性好、分散均勻,可提供密封劑良好的彈性、防水性、氣密性、流變性,是理想的密封材料。
陶瓷
開發(fā)顆粒分布均勻的立方體碳酸鈣,可用于在600℃低溫下制造的致密化陶瓷。
電纜
在電纜制品中輕質(zhì)碳酸鈣能提高電絕緣性能,酸堿度適中,與樹脂相容性好,能增加填充量,降低成本,尤其適合填充于PVC電線電纜料。
其他
輕質(zhì)碳酸鈣還廣泛用于有機合成、冶金、玻璃和石棉等生產(chǎn)中。還可用作工業(yè)廢水的中種劑、含SO2廢氣中的SO2消除劑等。
小結(jié)
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,輕質(zhì)碳酸鈣需求量仍處上升趨勢。今后,功能化、專用化將成為輕質(zhì)碳酸鈣發(fā)展的趨勢,并且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也將發(fā)生很大變化。高檔產(chǎn)品如納米級碳酸鈣、超微細碳酸鈣、醫(yī)用級和食品級碳酸鈣;各種表面改性的專用碳酸鈣,如天然橡膠專用、合成橡膠專用、涂料專用輕質(zhì)碳酸鈣,必將大量投放市場,以滿足市場需求。
參考資料:
韓金榮.輕質(zhì)碳酸鈣的應(yīng)用及其發(fā)展前景
陳義雯.不同形貌輕質(zhì)碳酸鈣的制備工藝研究
廣西華納、天石納米、華鈣新材料等官網(wǎng)
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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