我國(guó)碳酸鈣資源豐富,廣泛分布于廣西、安徽、廣東、浙江、江西、河北、四川等地區(qū)。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，塑料行業(yè)作為碳酸鈣的主要終端市場(chǎng)之一，對(duì)碳酸鈣行業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。

　　碳酸鈣在塑料中的應(yīng)用

　　碳酸鈣用于填充聚氯乙烯，能起到散光和消光作用，可提高塑料制品的尺寸穩(wěn)定性、拉伸強(qiáng)度，對(duì)透明和半透明材料能增加透明度，提高制品的表面光澤和表面平整性。重質(zhì)活性碳酸鈣用作填充劑除降低成本外，用于聚氯乙烯樹脂能改善制品的加工性能，減少模具的磨損。輕質(zhì)活性碳酸鈣用于聚氯乙烯的電纜料，能提高電絕緣性能。超細(xì)碳酸鈣還能增加聚氯乙烯制品的絕緣性、阻燃性和電鍍性等。填充了碳酸鈣的聚氯乙烯產(chǎn)品既可用于板材、管材等硬制品，也可用于電線包皮、人造革等軟制品。

　　碳酸鈣填充聚乙烯塑料是一種在少量樹脂連續(xù)相中均勻分布著大量碳酸鈣的復(fù)合材料。除兼有塑料、木材和紙張的性能外，還具有耐寒、耐水、耐熱、防震、隔音等特性。制品無腐蝕性氣味發(fā)生，但易燒毀。燃燒性能與紙、木材相近。熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能均好，軟化點(diǎn)高。在低溫下仍保持高強(qiáng)度。它的主要缺點(diǎn)是失去了塑料原有的光澤，顏色欠鮮艷。碳酸鈣填充聚乙烯塑料可代替紙張和木材用作室內(nèi)裝修和建筑材料，如房保溫板、汽車和船舶用吊頂材料、代替牛皮紙制得的瓦楞包裝箱、食品和化工原料的包裝桶、機(jī)械、電子儀器工業(yè)上制作照明部件等用途。

　　碳酸鈣填充聚丙烯的性能與填料的性能、含量、種類、粒子形狀和大小、表面狀態(tài)，以及填料粒子在樹脂中的分散狀態(tài)等都有很大的關(guān)系。同時(shí)，各組分能否充分混合均勻也是重要因素之一。一般來說碳酸鈣填充聚丙烯耐溫性能、力學(xué)性能(拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和沖擊強(qiáng)度等)和結(jié)晶性能均良好，成型收縮率低，尺寸穩(wěn)定性好，硬度較高。碳酸鈣填充聚丙烯可用作集成電路I-C托板、量油桿、復(fù)印機(jī)部件、微波爐部件、玩具、汽車護(hù)板及外部裝潢、電器設(shè)備零部件等。

　　塑料行業(yè)對(duì)碳酸鈣的技術(shù)指標(biāo)要求

　　(1)碳酸鈣的含量對(duì)塑料改性母料的影響

　　鈣含量是碳酸鈣的重要質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)。改性母料對(duì)碳酸鈣的含量要求較高，一般在98%以上。鈣含量越高，碳酸鈣的加工性能越穩(wěn)定。當(dāng)鈣含量較低時(shí)，就會(huì)增加重金屬和其他非金屬雜質(zhì)含量，不但影響碳酸鈣的使用，還會(huì)影響加工工藝，波及產(chǎn)品質(zhì)量或?qū)庸ぴO(shè)備造成危害等。

　　(2)碳酸鈣的白度對(duì)塑料改性母料的影響

　　碳酸鈣的白度直接影響改性母料的白度及著色性，改性母料對(duì)碳酸鈣的白度要求非常嚴(yán)格，十幾年前生產(chǎn)廠家對(duì)400目的碳酸鈣的白度要求一般在92-93%，隨著改性母料的用途越來越廣泛，對(duì)碳酸鈣的白度要求越來越高。目前，400目的碳酸鈣白度要求95%以上，有的礦石加工的碳酸鈣白度可達(dá)到97%左右。

　　(3)碳酸鈣的水分對(duì)塑料改性母料的影響

　　碳酸鈣的原材料——天然大理石、方解石等，一般不含結(jié)構(gòu)水。在加工成超細(xì)粉體后，在加工、儲(chǔ)運(yùn)過程中極易受潮吸收水分，碳酸鈣中有時(shí)會(huì)含有微量的易揮發(fā)物，這些物質(zhì)如果含量過高后，會(huì)對(duì)改性母料和塑料制品造成影響。

　　水分及易揮發(fā)物含量在碳酸鈣中一般應(yīng)控制在0.3%左右，聚烯烴填充母料QB1126-1991國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含水量在0.5%以下。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，產(chǎn)品中水分含量≥0.3%時(shí)，就易影響產(chǎn)品質(zhì)量，是產(chǎn)品表面粗糙，產(chǎn)生氣泡、燒焦、分解等現(xiàn)象。所以控制好水分含量對(duì)改性母料的質(zhì)量非常重要，常用的辦法是采用高速混合機(jī)加熱干燥處理消除水分。在碳酸鈣高含量填充改性母料生產(chǎn)中，有條件的盡量避免采用水槽浸潤(rùn)拉條切粒和水環(huán)造粒等工藝，采用履帶傳動(dòng)網(wǎng)式干法切粒工藝和磨面熱切造粒工藝，可在提高生產(chǎn)產(chǎn)量的前提下，最大限度的減少改性母料的水分及易揮發(fā)物的含量。

　　(4)碳酸鈣粒度分布對(duì)塑料改性母料的影響

　　碳酸鈣的粒度分布是改性母料的重要質(zhì)量控制指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，碳酸鈣等粒狀材料的粒度分布范圍有較大波動(dòng)，粒度分布范圍越窄，材料的性能越穩(wěn)定，粒度分布范圍越寬，材料的性能越差。例如，1250目的碳酸鈣，粒徑應(yīng)該10μm左右，如果粒徑分布在5-38μm，雖然理論計(jì)算平均粒徑可以接近10μm，但由于粒徑小，比表面積大，易凝聚成團(tuán);因而粒徑大會(huì)造成制品表面粗糙等現(xiàn)象，所以他的加工性能、力學(xué)性能等都會(huì)受到影響。

　　(5)碳酸鈣的顆粒形狀對(duì)塑料改性母料的影響

　　碳酸鈣的顆粒形狀根據(jù)礦物結(jié)構(gòu)不同，分為多方體、扁平體、多棱體、長(zhǎng)方體、長(zhǎng)棒體、其他不規(guī)則體等顆粒形狀。

　　碳酸鈣的顆粒形狀對(duì)改性母料的加工工藝、產(chǎn)品質(zhì)量、熔體流動(dòng)性、力學(xué)性能都有較大影響。多方體、多棱體、長(zhǎng)方體形狀的碳酸鈣在改性母料加工中熔融流動(dòng)性好，易于偶聯(lián)劑包覆交聯(lián)，加工設(shè)備磨損相對(duì)較小，缺點(diǎn)是改性母料應(yīng)用于塑料制品后，易影響塑料制品的力學(xué)性能(如拉伸強(qiáng)度、彎曲模量等)。

　　扁平狀和長(zhǎng)棒狀的碳酸鈣粒子比表面積相對(duì)較大，在改性母料中偶聯(lián)劑、增塑劑等助劑用量需適當(dāng)增加。否則，易造成包覆不均勻，熔融流動(dòng)性差，主機(jī)功率增大，機(jī)頭阻力增加、還會(huì)產(chǎn)生過熱分解等現(xiàn)象。但這類形狀的物料對(duì)塑料制品的物理性能有益，可提高拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、降低塑料制品的收縮率等。

　　(6)碳酸鈣的其他組分對(duì)塑料改性母料的影響

　　碳酸鈣中化學(xué)組分及金屬雜質(zhì)及其他組分含量對(duì)碳酸鈣的質(zhì)量也有一定的影響，在塑料改性母料及塑料制品中應(yīng)用都將產(chǎn)生一定的影響。

　　二氧化硅(SiO2)它的比表面積小，流動(dòng)性好。但SiO2的硬度高(莫氏硬度7)，對(duì)設(shè)備磨損嚴(yán)重，特別是在包覆不均勻或增塑劑用量小時(shí)，顯得尤為突出。填充改性母料如果用于聚丙烯扁絲生產(chǎn)加工中，對(duì)高速分切刀具易產(chǎn)生碰撞而經(jīng)常損壞刀刃，影響生產(chǎn)加工。

　　三氧化二鐵(Fe2O3)在碳酸鈣中含量雖然很少，鐵與化學(xué)助劑混合加工時(shí)已發(fā)生化學(xué)變化，F(xiàn)e2O3受熱后易分解變黃，影響改性母料的白度及外觀，所以Fe2O3在改性母料中試不可忽視的物質(zhì)。

　　在碳酸鈣中SiO2、Fe2O3的含量越低，對(duì)改性母料的質(zhì)量影響越小。

　　碳酸鈣粉體添加到塑料中有直接混入法和母料法。由于母料法具有使用方便、產(chǎn)品性能可控，應(yīng)用面更廣。將碳酸鈣粉體制成母料和專用料后提供給塑料制品加工用戶將是未來主要發(fā)展趨勢(shì)。因而生產(chǎn)母料和專用料的配方和工藝則是影響塑料產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

　　國(guó)家建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所將于11月20-23日在河南南召舉辦2020年非金屬礦粉體加工及應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)，屆時(shí)將為大家詳細(xì)講解碳酸鈣填充PVC /PE/PP配方設(shè)計(jì)、工藝路線、指標(biāo)要求、生產(chǎn)設(shè)備選擇等內(nèi)容。

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