碳酸钙材料生产工艺简单、原材料丰富、应用性能优良,是重要的无机化工产品,被广泛应用在多个工业领域,如橡胶、造纸、塑料、涂料等行业。但我国却不是碳酸钙的生产强国,尤其是在多孔、超细、功能性碳酸钙等方面仍以进口为主。近几年对多孔碳酸钙的研究也开始成为一大热点。
国外早开始研究多孔碳酸钙的国家是日本。
1993年,日本兴和化学工业株式会社通过高温煅烧重质碳酸钙粒子制得多孔碳酸钙用作填充料和食品添加剂等。
1995年,日本MARUO钙有限责任公司在低温15-30℃条件下,通过碳酸钙与磷酸化合物反应制备多孔碳酸钙,该方法成本较低。
1996年,日本的Kond的只是产权中将CO2气体通入氢氧化钙溶液中制备出具有良好的吸油、吸水性能的多孔碳酸钙。
此后,国外学者对多孔碳酸钙的研究方向转到应用方面。因为其优异的吸附能力,大多数研究者对其研究的焦点集中于负载方面,或者在环境方面作为吸附剂使用。
国内则更注重制备新方法的研究,研究目的在于获得更大的比表面积和更规则的粒径分布,研究成果还未得到工业应用。
了解了碳酸钙本身的特性以及碳酸钙对填充塑料性能的影响之后,提出对塑料用碳酸钙的基本要求就比较简单了。
1、碳酸钙含量要高,硅、铁等元素的化合物要尽量低,
2、有害重金属元素含量更要严格要求。
3、白度要尽可能高
无论重钙还是轻钙,其白度主要取决于资源。对于塑料材料来说,白度高低并不影响材料的力学性能和加工性能,但白度高给人的感觉好,同样的性能白度高的更具竞争优势。
吸油值越低越好
100g粉体材料所能吸收的邻本二甲酸丁二纯酯(DBP)的醉大量称之为该材料的吸油值。
对于某些塑料制品,如软质聚氯已烯、人造革、电缆料等,需使用增塑剂,碳酸钙吸油值越高,越易将增塑剂吸附到填料中,使其失去增塑树脂的作用,从而为达到一定的柔软度需加大增塑剂用量,造成成本上升。通过对碳酸钙表面处理,将碳酸钙颗粒表面包覆,可以降低其吸油值。例如,经偶联剂处理的轻质碳酸钙其吸油值可从92.91g/100g降至49.33g/100g。
5、细度要适当,并非越细越好,粒径分布也要因需而定
7、活化不活化要应依下游用户需求而定。
在涂料中碳酸钙可作为白色颜料,起一种骨架作用,碳酸钙在涂料工业中可作为体质颜料。由于碳酸钙颜色是白色,在涂料中相对胶乳,溶剂价格都便宜,而且颗粒细,能在涂料中均匀分散,所以是大量使用的体质颜料。由于环保意识的提高,在建筑方面涂料已大量用水性涂料,由于碳酸钙是白色又亲水,价格又便宜,所以获应用。碳酸钙的填入可以增强底漆对基层表面的沉积性和渗透性。在涂料中腻子是用来填平基面,是整体涂料的中间层,不论什么腻子都需要加大量填料,腻子中的填料主体是重质碳酸钙,再少量加一些锌钡白以增加粘性防止漆层松散,同时适当地加入沉淀碳酸钙以便干后打磨。
在金属防锈涂料中,碳酸钙是体质颜料,还有一点防锈作用,在金属防锈涂料中碳酸钙的适当用量为30%。