電線電纜料系列碳酸鈣

1、碳酸鈣作為無機填料應用于塑料填充已有多年的歷史。 過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 , 隨著生產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, 甚至某些方面還會大幅度提高,如機械性能、熱性能等。1 碳酸鈣的概述應用于塑料中填料的碳酸鈣有重質（簡稱重鈣）和輕質（簡稱輕鈣）兩種。由于制備方法不同,輕鈣堆積體積大, 顯得輕,實際上二者密度相差很少。（1） 輕質碳酸鈣。通常所說 的 輕質碳酸鈣 是 指普通的符合 國 標 GB4794-84 標 準的產 品 ,輕鈣 密度 為 2.42.7g/cm3,其長徑為512m,短徑為13

2、m,平均粒徑為 23dm。工業(yè)上輕鈣生產方法 占主導地位的是碳化法 ，即:CaCO3石灰石- CaO生灰石-H2O- Ca（OH）2 熟石灰-CO2- CaCO3 輕鈣（2） 重質碳酸鈣?？捎商烊惶妓徕}礦物質如方解石、 大理石、 白堊磨碎分級而成。 現(xiàn)在塑料中使用的重質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。 重質碳酸鈣過去稱之為單飛粉 （200 目 ）、雙飛粉 （320 目 ） 、四飛粉 （400 目 ） 以及方解石粉。目前尚無適用于塑料填充用的重鈣國家標準或行業(yè)標

3、準,但企業(yè)各自有產品企業(yè)標準或控制指標。我國具有豐富的碳酸鈣資源,幾乎分布于全國各地,其中四川、 廣西儲存量最大。 據(jù)統(tǒng)計,目前我國生產碳酸鈣的企業(yè)有500 多家 ,為了適應塑料、造紙和涂料等行業(yè)對碳酸鈣市場需求,近幾年還引進或自行開發(fā)了不少新設備、新生產線,生產微細、超微細和納米級碳酸鈣。我國目前年產 3000t 以上的納米碳酸鈣生產線已達16 條。在實際使用過程中,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,先必須對碳酸鈣進行表面活化處理。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、 潤滑劑等助劑先活化處理,再加

4、入一定量的載體樹脂混合均勻后 ,用雙螺桿擠出機擠出造粒 ,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 ,載體樹脂為 15wt% 。2 碳酸鈣的添加可大大降低塑料成本碳酸鈣儲量極其豐富,制備非常簡單,所以價格非常便宜。如現(xiàn)在塑料填料中最多使用的幾種粒徑的碳酸鈣（特白重質碳酸鈣白度95 含鈣 99）價格 :（325400 目 120 元）-（600 目 280元）-（800目320元）-（1250目650元）/t,工廠交貨。經(jīng)過表面活化處理以后，價格也在2000元 /t 左右。 而塑料粒子（聚乙烯）相對來說,價格昂貴。以管材專用料來說,國內、

5、國外的聚乙烯（加碳黑）的價格都在9000元/t以上。兩者之間價格相差很大 ，碳酸鈣在塑料中添加的越多，成本 就降得越低。當然碳酸鈣不能無限度的添加,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 （碳酸鈣填料生產廠家提供的數(shù)據(jù)）。對于塑料和鋼塑復合管的生產 ,塑料都是其主要的原料,大大地降低塑料成本無疑是極大地降低了生產成本,有益于利潤的提3 碳酸鈣的改性作用重質碳酸鈣可增加塑料產品體積,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 ;改進塑料的加工性能、提高其耐熱性、改進塑料的散光性、抗擦傷性、平滑度; 同時對缺口抗沖擊強度的增韌效果及混煉過程中的粘流

6、性等方面都具有明顯的效果。3.1 力學性能填充碳酸鈣后 , 由于碳酸鈣的硬度大,會提高塑料制品的硬度和剛度,力學性能增強。 制品的抗拉強度和抗彎強度得到改進, 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度、抗彎強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度較低,但這一缺點可通過添加少量短玻璃纖維而被克服。對于管材,填充碳酸鈣可提高它的幾項指標,如拉伸強度、鋼球壓痕強度、缺口抗沖擊強度、粘流性、耐熱性等 ;但同時會降低它的幾項韌性指標 ,如斷裂延伸率、快速開裂、簡支梁沖擊強度等。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,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 ，通過把0.11粒徑的碳酸鈣稱之微細，而把0.10.02 范圍內的稱之為超細，把粒徑0.02的稱之為超微細。塑料中填充超細級或更細的碳酸鈣，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重要性能指標, 如何保證塑料制品

8、同時具有良好的剛性和韌性,是長期以來材料科學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降低。 20 世紀 90 年代,人們通過大量的實驗發(fā)現(xiàn),在塑料中填充較大量的超細碳酸鈣粒子后,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性能為代價、 改性塑料的力學性能隨填料填充量的增加而下降的狀況。 過去對無機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,與載體樹脂、潤滑劑混合后,在熔融狀態(tài)下進行表面

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內進行冷包覆。輕質碳酸鈣： 又稱沉淀碳酸鈣，簡稱輕鈣，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行復分解反應生成碳酸鈣沉淀， 經(jīng)脫水、 干燥和粉碎制得。 輕質碳酸鈣的沉降體積為 2.4-2.8mL/g 。重質碳酸鈣：簡稱重鈣， 是用機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， 輕鈣是通過化學方法制成的， 重鈣則主要通過機械破碎、 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， 即在無水乙醇中單位質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，而重質碳酸鈣因礦石晶形不同，化學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來的情況下呈棗核 形，長徑約512小切 短彳全為13m,平

11、均粉徑為23m但由于末經(jīng)過表 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粒，因此在國標中對輕鈣的質量要求僅僅是從125（i m和45 n m篩余物上來判斷，并沒有直接反映出真實的粒徑大小和分布。因此在 upvc 硬質型材配方中，填充物碳酸鈣用同樣的量，用重質碳酸鈣與輕質碳酸鈣，制品的加工性能和物理化學性能有很大的不同。1 ， 滑石粉和碳酸鈣都是用來做填充的， 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，當然，還有更細的，而 一般用在塑料里面可以選取800 目和 1250 目這兩個 ，這樣可以使性能/價格比最高。關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，增強效果好。2 ，碳酸鈣一般都是粒狀，所以其剛度等各個方面不如滑石粉，但是其價格更低廉，并且白度高，同時對塑料沖擊韌性影響小。3，滑石粉對聚丙烯有成核作用，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碳酸鈣和重質碳酸鈣，而滑石粉沒有這個區(qū)分，

13、滑石粉都是從天然的礦產中磨粉出來的。輕鈣和重鈣的區(qū)別輕質碳酸鈣： 稱稱沉淀碳酸鈣，簡稱輕鈣，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行復分解反應生成碳酸鈣沉淀，經(jīng)脫水、干燥和粉碎制得。輕質碳酸鈣的沉降體積為2.4-2.8mL/g。重質碳酸鈣：簡稱重鈣，是用機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，輕鈣是通過化學方法制成的，重鈣則主要通過機械破碎、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，即在無水乙醇中單位質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，而重質碳酸鈣因礦石晶形不同，化學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來的情況下呈棗核形，長徑約512m ,短徑為13叭 平均粉徑為2311)。但由于末經(jīng)過表面處理，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粒，因此在國標中對輕鈣的質量要

15、求僅僅是從125m和45m篩余物上來判斷，并沒有直接反映出真實的粒徑大小和分布。至于它們的使用性能的差異(均為沒經(jīng)過表面處理前提下)，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，而且密度會低一些；使用重鈣，塑料加工流動性要好一些，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、包覆、或成膜來實現(xiàn)的，因此，表面改性劑對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用背景或應用領域。因此，選用表面改性劑必須考慮處理物料的應用對象。例如，用于高

16、聚物基復合材料、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，覆蓋于粒子的表面，又要與有機高聚物有較強的化學作用。因此，從結構上來說，表面改性劑應是一類具有一個以上能與碳酸 鈣表面結合的官能團和一個以上能與有機高聚物結合的官能團的化合物。商品描述：用途：補強、半補強填充劑。特點：(1)嚴格品質。(2)具有粒徑細、分布窄、比表面積大。(3)白度高、雜質少。(4)表面活性高及分散性好。(5)與PVC塑料親合力良好、達填充及補強雙重作用。(6)填充量大，可減少 PVC樹脂的用量。(7)降低生產成本、提高市場競爭力。專項應用：用于PVC電線、電纜外皮膠粒，作填充劑用；特別適用于高級電線方面，效果顯著。用于PVC薄膜(壓延膜)之生產。用于PVC建材、例如高級超薄異形材、電線槽、塑料門、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