一、相關概念
1、碳酸鈣。是一種無機化合物,白色粉末或無色結晶,無氣味、無味,俗稱(chēng)灰石、石灰石、石粉、大理石、方解石,是一種化合物,呈堿性,基本上不溶於(yú)水,溶於(yú)酸,存在於(yú)霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰華等岩石内,是重要的建築材料,工業上用途甚廣。
2、重鈣。重質碳酸鈣又稱(chēng)研磨碳酸鈣,簡稱(chēng)重鈣,是以天然方解石、石灰石、白雲石、白垩、貝(bèi)殼等爲原料通過物理方法加工制得。
3、輕鈣。輕質碳酸鈣又稱(chēng)沉澱(diàn)碳酸鈣,簡稱(chēng)輕鈣,是用化學方法加工制得。
4、目。是指每平方英寸篩(shāi)網上的空眼數目,50目就是指每平方英寸上的孔眼是50個(gè),500目就是500個(gè),目數越高,孔眼越多。
二、碳酸鈣(gài)在塑料中的應(yīng)用
輕質碳酸鈣被廣泛填充在聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯晴一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)等樹脂之中,碳酸鈣的添加對(duì)提高改善塑料制品某些性能以擴大其應用範圍有一定作用,在塑料的加工中碳酸鈣可以減少樹脂收縮,改善流變(biàn)态,控制粘度等用途。
碳酸鈣的添加在塑料制品中起到一種骨架作用,對塑料制品尺寸的穩定有很大作用。它可以增加塑料體積、降低産(chǎn)品成本,提高塑料的尺寸穩定性,提高塑料的硬度和剛性,改善塑料的加工性能,提高塑料的耐熱性,改進塑料的散光性等作用。其生産(chǎn)出的工程塑料在某些方面的強度超過鋼材,硬度接近玉石,具有耐磨、耐高溫、耐老化的特性,可廣泛用於(yú)電子、航天、精密機械、儀器、汽車行業等領域。
塑料工業是碳酸鈣的重要應用領域,無論是從國際還是國内情況來看,塑料工業所用填料應用最廣的便是碳酸鈣,21世紀以來,世界塑料産(chǎn)品耗用的無機非金屬填料大約爲1500萬噸,而碳酸鈣由於(yú)擁有其他填料無可比拟的優勢,在所耗用的各種非金屬填料中約占70%左右,即達到1000萬多噸左右。
(一)碳酸鈣的特性
碳酸鈣(gài)在塑料中大量使用,得到塑料行業高度重視不是偶然的,相比起其它非金屬礦(kuàng)物粉體材料,碳酸鈣(gài)具有明顯的優勢:
1)價格便宜
無論是重鈣(gài)還是輕鈣(gài)在各種非礦粉體材料是價格較低的,也就是說任何一種非礦粉體材料僅僅試圖替代碳酸鈣(gài)作爲塑料填充料使用,而不是突顯這種粉體材料本身的特點(diǎn),那是沒有意義的。
2)色澤(zé)好,易著(zhe)色
且可以做淺色塑料制品。不足之處(chù)是著(zhe)色的塑料制品色澤不夠鮮豔,在多數情況下還是可以接受的。
3)硬度低
其莫氏硬度爲3,遠遠低於(yú)制造加工機械設備(bèi)與模具所用鋼材(如氮化鋼、高速鋼)的硬度,因此填充塑料對所接觸的設備(bèi)部件(螺杆、螺筒等)和模具的磨損較輕。
4)熱(rè)穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性良好
在碳酸鈣(gài)的熱分解溫度在800℃以上,在所有的塑料加工溫度下(300℃以下)都不會發(fā)生熱分解。碳酸鈣(gài)是強堿弱酸鹽,除遇酸性介質外,其化學穩定性良好。
5)易幹(gàn)燥,無結晶水,吸附的水分通過(guò)加熱容易除去。
6)無(wú)毒、無(wú)刺激性、無(wú)味
特别是我國的方解石、大理石、石灰石資源豐(fēng)富,可選擇餘地大,絕大多數資源品質優良,特别是重金屬含量極低,達(dá)到國家衛生級要求。
(二)怎麽(me)選擇好的碳酸鈣(gài)?
瞭(le)解瞭(le)碳酸鈣本身的特性以及碳酸鈣對填充塑料性能的影響之後,提出對塑料用碳酸鈣的基本要求就比較簡單(dān)瞭(le)。
1、碳酸鈣(gài)含量要高,矽(guī)、鐵等元素的化合物要盡量低,有害重金屬元素含量更要嚴格要求。
2、白度要盡可能高。無論重鈣還是輕鈣,其白度主要取決於(yú)資源。對於(yú)塑料材料來說,白度高低並(bìng)不影響材料的力學性能和加工性能,但白度高給人的感覺好,同樣的性能白度高的更具競争優勢。
3、吸油值越低越好。100g粉體材料所能吸收的鄰苯二甲酸丁二醇酯(DBP)的最大量稱(chēng)之爲該(gāi)材料的吸油值。
對於(yú)某些塑料制品,如軟質聚氯乙烯、人造革、電纜料等,需使用增塑劑,碳酸鈣吸油值越高,越易将增塑劑吸附到填料中,使其失去增塑樹脂的作用,從而爲達到一定的柔軟度需加大增塑劑用量,造成成本上升。通過對碳酸鈣表面處(chù)理,将碳酸鈣顆粒表面包覆,可以降低其吸油值。例如,經偶聯劑處(chù)理的輕質碳酸鈣其吸油值可從92.91g/100g降至49.33g/100g。
4、細度要适當(dāng),並(bìng)非越細越好,粒徑分布也要因需而定。
5、活化不活化要應(yīng)依下遊用戶(hù)需求而定。