電線電纜料系列碳酸鈣

1、碳酸鈣作為無(wú)機(jī)填料應(yīng)用于塑料填充已有多年的歷史。 過(guò)去碳酸鈣一般作為填料以降低成本為主要目的被廣泛使用 ,并收到較好效果。 近年來(lái) , 隨著生產(chǎn)上廣泛的使用和大量的研究發(fā)現(xiàn),填充大量的碳酸鈣也可做到不明顯降低制品的性能, 甚至某些方面還會(huì)大幅度提高,如機(jī)械性能、熱性能等。1 碳酸鈣的概述應(yīng)用于塑料中填料的碳酸鈣有重質(zhì)（簡(jiǎn)稱重鈣）和輕質(zhì)（簡(jiǎn)稱輕鈣）兩種。由于制備方法不同,輕鈣堆積體積大, 顯得輕,實(shí)際上二者密度相差很少。（1） 輕質(zhì)碳酸鈣。通常所說(shuō) 的 輕質(zhì)碳酸鈣 是 指普通的符合 國(guó) 標(biāo) GB4794-84 標(biāo) 準(zhǔn)的產(chǎn) 品 ,輕鈣 密度 為 2.42.7g/cm3,其長(zhǎng)徑為512m,短徑為13

2、m,平均粒徑為 23dm。工業(yè)上輕鈣生產(chǎn)方法 占主導(dǎo)地位的是碳化法 ，即:CaCO3石灰石- CaO生灰石-H2O- Ca（OH）2 熟石灰-CO2- CaCO3 輕鈣（2） 重質(zhì)碳酸鈣?？捎商烊惶妓徕}礦物質(zhì)如方解石、 大理石、 白堊磨碎分級(jí)而成。 現(xiàn)在塑料中使用的重質(zhì)碳酸鈣多用方解石作為原料。方解石的物理性能: 密度 2.602.75g/cm3, 硬度 （莫氏 ）3, 溶解度（18 ）0.0013g/100g 水,分解溫度 900。 重質(zhì)碳酸鈣過(guò)去稱之為單飛粉 （200 目 ）、雙飛粉 （320 目 ） 、四飛粉 （400 目 ） 以及方解石粉。目前尚無(wú)適用于塑料填充用的重鈣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)

3、準(zhǔn),但企業(yè)各自有產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或控制指標(biāo)。我國(guó)具有豐富的碳酸鈣資源,幾乎分布于全國(guó)各地,其中四川、 廣西儲(chǔ)存量最大。 據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)生產(chǎn)碳酸鈣的企業(yè)有500 多家 ,為了適應(yīng)塑料、造紙和涂料等行業(yè)對(duì)碳酸鈣市場(chǎng)需求,近幾年還引進(jìn)或自行開(kāi)發(fā)了不少新設(shè)備、新生產(chǎn)線,生產(chǎn)微細(xì)、超微細(xì)和納米級(jí)碳酸鈣。我國(guó)目前年產(chǎn) 3000t 以上的納米碳酸鈣生產(chǎn)線已達(dá)16 條。在實(shí)際使用過(guò)程中,一般不直接把碳酸鈣添加到塑料中。為使碳酸鈣能均勻分散在塑料中,起到優(yōu)化性能的作用,先必須對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面活化處理。根據(jù)最終塑料制品的成型工藝和使用性能要求,選取一定粒徑的碳酸鈣,用偶聯(lián)劑、 分散劑、 潤(rùn)滑劑等助劑先活化處理,再加

4、入一定量的載體樹(shù)脂混合均勻后 ,用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒 ,即得碳酸鈣膜母粒。 一般情況下,母粒中碳酸鈣含量為 80wt%, 各種助劑總含量為 5wt% 左右 ,載體樹(shù)脂為 15wt% 。2 碳酸鈣的添加可大大降低塑料成本碳酸鈣儲(chǔ)量極其豐富,制備非常簡(jiǎn)單,所以價(jià)格非常便宜。如現(xiàn)在塑料填料中最多使用的幾種粒徑的碳酸鈣（特白重質(zhì)碳酸鈣白度95 含鈣 99）價(jià)格 :（325400 目 120 元）-（600 目 280元）-（800目320元）-（1250目650元）/t,工廠交貨。經(jīng)過(guò)表面活化處理以后，價(jià)格也在2000元 /t 左右。 而塑料粒子（聚乙烯）相對(duì)來(lái)說(shuō),價(jià)格昂貴。以管材專用料來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)、

5、國(guó)外的聚乙烯（加碳黑）的價(jià)格都在9000元/t以上。兩者之間價(jià)格相差很大 ，碳酸鈣在塑料中添加的越多，成本 就降得越低。當(dāng)然碳酸鈣不能無(wú)限度的添加,考慮到塑料制成品的韌性,碳酸鈣的填充用量一般控制在 50wt% 以內(nèi) （碳酸鈣填料生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)）。對(duì)于塑料和鋼塑復(fù)合管的生產(chǎn) ,塑料都是其主要的原料,大大地降低塑料成本無(wú)疑是極大地降低了生產(chǎn)成本,有益于利潤(rùn)的提3 碳酸鈣的改性作用重質(zhì)碳酸鈣可增加塑料產(chǎn)品體積,降低成本,提高硬度和剛度,減小塑料制品的收縮率,提高尺寸穩(wěn)定性 ;改進(jìn)塑料的加工性能、提高其耐熱性、改進(jìn)塑料的散光性、抗擦傷性、平滑度; 同時(shí)對(duì)缺口抗沖擊強(qiáng)度的增韌效果及混煉過(guò)程中的粘流

6、性等方面都具有明顯的效果。3.1 力學(xué)性能填充碳酸鈣后 , 由于碳酸鈣的硬度大,會(huì)提高塑料制品的硬度和剛度,力學(xué)性能增強(qiáng)。 制品的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度得到改進(jìn), 并使塑料制品的彈性模量顯著提高,與玻璃鋼相比它的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗彎模量與玻璃鋼大致相同 ,熱變形溫度一般比玻璃鋼高, 唯一不如玻璃鋼的是它的缺口沖擊強(qiáng)度較低,但這一缺點(diǎn)可通過(guò)添加少量短玻璃纖維而被克服。對(duì)于管材,填充碳酸鈣可提高它的幾項(xiàng)指標(biāo),如拉伸強(qiáng)度、鋼球壓痕強(qiáng)度、缺口抗沖擊強(qiáng)度、粘流性、耐熱性等 ;但同時(shí)會(huì)降低它的幾項(xiàng)韌性指標(biāo) ,如斷裂延伸率、快速開(kāi)裂、簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度等。3.2 熱性能加入填充料后 , 由于碳酸鈣的熱穩(wěn)定性好,

7、可使制品的熱膨脹系數(shù)、收縮率在各方面相同下降,而不象玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性那樣,在不同方面有不同的收縮率,加入填充料后可使制品的翹度、彎曲度變小,這是與纖維填充料相比最大的特點(diǎn),制品的熱變形溫度隨著填充料的增加而增高。3.3 輻射性填充料對(duì)射線有一定的吸收能力,一般可吸收30%80% 入射紫外線,防止塑料制品的老化。3.4 超細(xì)碳酸鈣的特殊改性作用碳酸鈣的粒度也可以做成多種 ，通過(guò)把0.11粒徑的碳酸鈣稱之微細(xì)，而把0.10.02 范圍內(nèi)的稱之為超細(xì)，把粒徑0.02的稱之為超微細(xì)。塑料中填充超細(xì)級(jí)或更細(xì)的碳酸鈣，在改變制品性能方面有特殊效果。剛性和韌性是塑料制品兩個(gè)重要性能指標(biāo), 如何保證塑料制品

8、同時(shí)具有良好的剛性和韌性,是長(zhǎng)期以來(lái)材料科學(xué)研究的重要課題之一。為了提高塑料制品的韌性,一般采用添加橡膠或彈性體的方法,可以達(dá)到增韌改性的目的,但卻損害了材料寶貴的剛性性能,而且材料的加工性能和耐熱性能將會(huì)降低。 20 世紀(jì) 90 年代,人們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在塑料中填充較大量的超細(xì)碳酸鈣粒子后,塑料不僅剛性不受損害,韌性也得到大幅度的提高,最大可提高23 倍。改變了以往填充改性塑料必須以犧牲某種力學(xué)性能為代價(jià)、 改性塑料的力學(xué)性能隨填料填充量的增加而下降的狀況。 過(guò)去對(duì)無(wú)機(jī)填料表面活化處理一般采用鋁酸酯、 鈦酸酯、 硅烷和酸式亞磷酸脂等偶聯(lián)劑,與載體樹(shù)脂、潤(rùn)滑劑混合后,在熔融狀態(tài)下進(jìn)行表面

9、活化處理。新的表面活化處理工藝除采用偶聯(lián)劑外,還根據(jù)最終塑料制品的成型工藝和使用性能要求,選擇添加一定量的增塑劑、增容劑和分散劑等,而且是常溫下在高攪機(jī)內(nèi)進(jìn)行冷包覆。輕質(zhì)碳酸鈣： 又稱沉淀碳酸鈣，簡(jiǎn)稱輕鈣，是將石灰石等原料段燒生成石灰和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分氫氧化鈣） ，通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀， 經(jīng)脫水、 干燥和粉碎制得。 或者由碳酸納和氯化鈣進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀， 經(jīng)脫水、 干燥和粉碎制得。 輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積為 2.4-2.8mL/g 。重質(zhì)碳酸鈣：簡(jiǎn)稱重鈣， 是用機(jī)械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等制得 。重質(zhì)碳酸鈣的沉降體積為

10、 1.1-1.4mL/g從以上可以看出， 輕鈣是通過(guò)化學(xué)方法制成的， 重鈣則主要通過(guò)機(jī)械破碎、 研磨分選的方法得到的。輕鈣和重鈣并非輕重之分，它們的真實(shí)密度分別為2.42.6g/cm3和2.62.9g/cm3,差別不大，其主要區(qū)別在于視密度不同，即同等重量的粉末， 自然堆砌的體積相差較大， 工業(yè)上用沉降體積將其區(qū)分， 即在無(wú)水乙醇中單位質(zhì)量的碳酸鈣粉末自然沉降堆積在一起的體積。 通常輕鈣的沉降體積都是 在 2 5mL g 以上，而重質(zhì)碳酸鈣因礦石晶形不同，化學(xué)組成不同而有所不同，一般為1. 21. 9mL/g。普通輕鈣的顆粒在充分分散開(kāi)來(lái)的情況下呈棗核 形，長(zhǎng)徑約512小切 短彳全為13m,平

11、均粉徑為23m但由于末經(jīng)過(guò)表 面處理， 在輕鈣生成并經(jīng)脫水、 干燥后， 往往眾多粒子凝聚在一起形成像葡萄嘟嚕一樣的團(tuán)粒，因此在國(guó)標(biāo)中對(duì)輕鈣的質(zhì)量要求僅僅是從125（i m和45 n m篩余物上來(lái)判斷，并沒(méi)有直接反映出真實(shí)的粒徑大小和分布。因此在 upvc 硬質(zhì)型材配方中，填充物碳酸鈣用同樣的量，用重質(zhì)碳酸鈣與輕質(zhì)碳酸鈣，制品的加工性能和物理化學(xué)性能有很大的不同。1 ， 滑石粉和碳酸鈣都是用來(lái)做填充的， 其目的主要有： 1 ，增加尺寸穩(wěn)定性（也就是收縮降低） ， 2 ，增加材料的剛度，3 ，增加材料的耐熱性能，4，降低材料成本等幾個(gè)方面，但是也有其缺陷： 1 ，密度增加，2 ，使用不好，沖擊韌性

12、下降，3 ，材料光澤有所下降。2，滑石粉和碳酸鈣一樣有粒度的區(qū)分，一般是300 目， 600 目， 800 目， 1250 目和2500 目，當(dāng)然，還有更細(xì)的，而 一般用在塑料里面可以選取800 目和 1250 目這兩個(gè) ，這樣可以使性能/價(jià)格比最高。關(guān)于滑石粉和碳酸鈣的區(qū)別使用：1 ，滑石粉形狀是片狀，所以具有更高的剛度，尺寸穩(wěn)定性和耐熱溫度，增強(qiáng)效果好。2 ，碳酸鈣一般都是粒狀，所以其剛度等各個(gè)方面不如滑石粉，但是其價(jià)格更低廉，并且白度高，同時(shí)對(duì)塑料沖擊韌性影響小。3，滑石粉對(duì)聚丙烯有成核作用，而碳酸鈣在這方面效果不明顯。4，碳酸鈣一般可以分為輕質(zhì)碳酸鈣和重質(zhì)碳酸鈣，而滑石粉沒(méi)有這個(gè)區(qū)分，

13、滑石粉都是從天然的礦產(chǎn)中磨粉出來(lái)的。輕鈣和重鈣的區(qū)別輕質(zhì)碳酸鈣： 稱稱沉淀碳酸鈣，簡(jiǎn)稱輕鈣，是將石灰石等原料段燒生成石灰和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分氫氧化鈣)，通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，經(jīng)脫水、干燥和粉碎制得。或者由碳酸納和氯化鈣進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，經(jīng)脫水、干燥和粉碎制得。輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積為2.4-2.8mL/g。重質(zhì)碳酸鈣：簡(jiǎn)稱重鈣，是用機(jī)械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白堊、貝殼等制得。重質(zhì)碳酸鈣的沉降體積為1.1-1.4mL/g。hui d從以上可以看出，輕鈣是通過(guò)化學(xué)方法制成的，重鈣則主要通過(guò)機(jī)械破碎、研磨分選的方法得到的。輕鈣和重鈣并非

14、輕重之分，它們的真實(shí)密度分別為2.42.6g/cm3和2.62.9g/cm3,差別不大，其主要區(qū)別在于視密度不同，即同等重量的粉末，自然堆砌的體積相差較大，工業(yè)上用沉降體積將其區(qū)分，即在無(wú)水乙醇中單位質(zhì)量的碳酸鈣粉末自然沉降堆積在一起的體積。通常輕鈣的沉降體積都是在2. 5mL/g以上，而重質(zhì)碳酸鈣因礦石晶形不同，化學(xué)組成不同而有所不同，一般為1 . 2 1. 9mL/g。普通輕鈣的顆粒在充分分散開(kāi)來(lái)的情況下呈棗核形，長(zhǎng)徑約512m ,短徑為13叭 平均粉徑為2311)。但由于末經(jīng)過(guò)表面處理，在輕鈣生成并經(jīng)脫水、干燥后，往往眾多粒子凝聚在一起形成像葡萄嘟嚕一樣的團(tuán)粒，因此在國(guó)標(biāo)中對(duì)輕鈣的質(zhì)量要

15、求僅僅是從125m和45m篩余物上來(lái)判斷，并沒(méi)有直接反映出真實(shí)的粒徑大小和分布。至于它們的使用性能的差異(均為沒(méi)經(jīng)過(guò)表面處理前提下)，如用于塑料加工中做為填充劑的話，一般用輕鈣的塑料表面更光滑一些，而且密度會(huì)低一些；使用重鈣，塑料加工流動(dòng)性要好一些，而且粒徑較小的重鈣填充塑料性能也較好。碳酸鈣的表面改性，主要是依靠改性劑在碳酸鈣表面的吸附、反應(yīng)、包覆、或成膜來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，表面改性劑對(duì)于碳酸鈣的表面改性及表面處理具有決定性作用。它在碳酸鈣粒子與材料中的基質(zhì)及其它組份之間起 橋聯(lián)祚用。碳酸鈣的表面處理往往都有其特定的應(yīng)用背景或應(yīng)用領(lǐng)域。因此，選用表面改性劑必須考慮處理物料的應(yīng)用對(duì)象。例如，用于高

16、聚物基復(fù)合材料、塑料及橡膠等碳酸鈣填料表面改性劑，既要能夠與碳酸鈣表面吸附或反應(yīng)，覆蓋于粒子的表面，又要與有機(jī)高聚物有較強(qiáng)的化學(xué)作用。因此，從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，表面改性劑應(yīng)是一類具有一個(gè)以上能與碳酸 鈣表面結(jié)合的官能團(tuán)和一個(gè)以上能與有機(jī)高聚物結(jié)合的官能團(tuán)的化合物。商品描述：用途：補(bǔ)強(qiáng)、半補(bǔ)強(qiáng)填充劑。特點(diǎn)：(1)嚴(yán)格品質(zhì)。(2)具有粒徑細(xì)、分布窄、比表面積大。(3)白度高、雜質(zhì)少。(4)表面活性高及分散性好。(5)與PVC塑料親合力良好、達(dá)填充及補(bǔ)強(qiáng)雙重作用。(6)填充量大，可減少 PVC樹(shù)脂的用量。(7)降低生產(chǎn)成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。專項(xiàng)應(yīng)用：用于PVC電線、電纜外皮膠粒，作填充劑用；特別適用于高級(jí)電線方面，效果顯著。用于PVC薄膜(壓延膜)之生產(chǎn)。用于PVC建材、例如高級(jí)超薄異形材、電線槽、塑料門(mén)、窗、地板膠等，可增加制品表面的光滑度及光潔度。用于PVC軟、硬管材。用于玩具料PV