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纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙应用成熟的行业是塑料工业主要应用于塑料制品。可改善塑料母料的流变性,提高其成型性。用作塑料填料具有增韧补强的作用,提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量,热变形温度和尺寸稳定性,同时还赋予塑料滞热性。
造纸业是纳米碳酸钙具开发潜力的市场。目前,纳米碳酸钙还主要用于特殊纸制品,如女性用卫生巾、婴儿用尿不湿等。纳米活性碳酸钙作为造纸填料具有以下优点:高蔽光性、高亮度、可提高纸制品的白度和蔽光性;高膨胀性,能使造纸厂使用更多的填料而大幅度降低原料成本;粒度细、均匀,制品更加均匀、平整;吸油值高、能提高彩色纸的预料牢固性。
橡胶工业纳米碳酸钙的主要应用市场之一。添加钠米碳酸钙的橡胶,其硫化胶升长率、撕断性能、压缩变形和耐屈性能,都比添加一般碳酸钙的高。加入用树脂酸处理的纳米碳酸钙后,有的豫胶制品撕裂强度提高4倍以上
纳米碳酸钙在饲料行业中可作为补钙剂,增加饲料含钙量;在化妆品中使用,由于其纯度高、白度好、粒度细,可以替代钛白粉。
纳米活性碳酸钙的工业制备方法。该方法在一定浓度的Ca(OH)2的悬浮液中通入二氧化碳气体进行碳化。通过对Ca(OH)2悬浮液的温度、二氧化碳气体的流量控制碳酸钙晶核的成核速率;在碳化至形成一定的晶核数后,由晶核形成控制转化为晶体生长控制,此时加入晶形调节剂控制各晶面的生长速率,从而达到形貌可控;继续碳化至终点加入分散剂调节粒子表面电荷得均分散的立方形碳酸钙纳米颗粒;然后将均分散的立方形纳米碳酸钙颗粒进行液相表面包覆处理。所获得的纳米活性碳酸钙粒子在25~100nm之间可控,立方形,比表面大于25m2/g,粒径分布GSD为1.57,吸油值小于28g/100gCaCO3,且无团聚现象。所获得的产品性能,可作为橡胶、塑料以及汽车底漆中的功能填料。
塑料
主要应用范围:PVC型材,管材;电线、电缆外皮胶粒;PVC薄膜(压延膜)的生产,造鞋业制造(如PVC鞋底及装饰用贴片)等。适合用于工程塑料改性、PP、PE、PA、PC等。
应用特性:由于活性纳米碳酸钙表面亲油疏水,与树脂相容性好,能有效提高或调节制品的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度;改善加工性能,改善制品的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性具有填充及增强、增韧的作用,能取代部分价格昂贵的填充料及助济,减少树脂的用量,从而降低产品生产成本,提高市场竞争力。
HG-03)型是经过表面活性处理的纳米活性碳酸钙,作为功能性材料应用于合成橡胶具有如下特点:
1. 良好的加工性能,吃料速度快,混炼容易,硫化时间短。
2. 有很好的补强性能,可代替白炭黑和炭黑,提高橡胶制品的多项力学性能,如:抗张性、抗撕裂性、耐磨性、防腐性,显著提高橡胶制品的曲扰性、性,改善橡胶制品与金属界面结合性,提高附着力等。
3. 使用简单,可于其它普通填料并用,视情况可等量替代炭黑或白炭黑30%左右,降低生产成本。
4. 具有填充量大、增白效果好等特点。
纳米碳酸钙生产流程优化方法
① 使用高浓度CO2气体作为合成纳米碳酸钙的气源可以大大缩短反应的时间,但是由于系统搅拌不均匀,碳酸钙粒径的分布就很不均匀,出现部分粒径较大颗粒,增大搅拌转速可减缓粒径分布不均匀现象。
② 随着晶形修饰剂添加量的增加,温度的提高,陈化时间的延长,颗粒规整程度增加,粒径也增大,但当超过极限值时,颗粒尺寸不再改变,陈化温度升高可加快陈化进程,但如果温度过高就会引起碳酸钙发生形状变化,立方形转为片状。陈化温度越高,陈化时间越长,片状转化率越高。
③ 陈化过程中分别用聚羧酸盐、六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠为分散剂,通过其电离出的离子改变颗粒电荷状态和空间位阻,使得体系发生胶溶反应,促进凝胶重新转变为溶胶,降低了体系黏度,增强了颗粒间分散性,有利于二次碳化和后期包覆过程的进行;
④ 在陈化起始阶段加入一定量六偏磷酸钠,工艺简单,便于操作,还能起到降低黏度、增强颗粒分散性的作用,同时也不影响陈化过程中晶形修饰剂对碳酸钙形貌的改善作用;
⑤ 工业试验工艺参数选择遵循等单位体积功率的准则,工业圈内传质效果较小试装置传质效果稍差,但是不同批次之间的工业试验产品性能重复性很好,工艺的稳定性高,合成的纳米碳酸含产品的各项性能指标均能与小试产品的性能指标保持一致。
纳米碳酸钙都是轻质碳酸钙经过加工,其细度达到纳米级,即100纳米以下。目前关于纳米碳酸钙的产品有纳米碳酸钙、纳米钙功能颗粒、纳米钙填充颗粒等。主要针对于塑料产品,从性能、效果及成本上面得到更好的优化。 纳米碳酸钙的粒径在0-100纳米范围内。他的制造工艺有分复分解法、碳化法、夹套反应釜法、乳液法、凝胶法。其中碳化法又分了很多种比如简写鼓泡式,连续喷雾式,超重力式等。
随着下游行业技术不断升级,我国市场对纳米碳酸钙的功能性要求不断提高。高功能性纳米碳酸钙生产对企业的创新能力、技术工艺要求较高,将倒逼我国纳米碳酸钙行业不断进行改革升级。在此背景下,我国有实力的纳米碳酸钙企业市场占有率将逐步提高。
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