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重質(zhì)碳酸鈣與輕質(zhì)碳酸鈣在塑料中的應用差別在哪?

碳酸鈣分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣,兩者均被廣泛應用于塑料、橡膠、造紙、油漆涂料等各行各業(yè),但因其粒度與表面效果有些差異,所以使用效果上有差異,都互相存在優(yōu)缺點。

近幾年來,隨著重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高,重質(zhì)碳酸鈣無論在細度指標和粒徑分布都得到較大的改善,重質(zhì)碳酸鈣在塑料制品中的使用優(yōu)越性慢慢體現(xiàn)出來,塑料母料和PVC制品,越來越多的塑料廠從原來使用輕鈣的技術(shù)改變到使用重鈣技術(shù),在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,不僅僅降低了成本,還提高了生產(chǎn)效率。

晶體結(jié)構(gòu)和堆積狀態(tài)差別

普通輕鈣的粒度在充分分散開來的情況下呈棗核形,長徑約5~12μm,短徑為1~3μm,平均粒徑為2~3μm。但由于未經(jīng)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大團粒,因此在國標中對輕鈣的質(zhì)量要求僅僅是125μm45μm篩余物上來判斷,無法反映出真實的粒徑大少和分布。

普通重質(zhì)碳酸鈣經(jīng)過破碎分級后,雖然顆粒形狀不規(guī)則,但顆粒粒徑較均勻,分散性較好,可以通過激光粒徑分布儀測試出其顆粒累積分布狀況,根據(jù)不同平均粒徑的大小區(qū)分出不同規(guī)格的產(chǎn)品。

輕鈣顆粒堆積較蓬松,堆積密度較小,體現(xiàn)為沉降體積較大(2.4-2.8mL/g),而重質(zhì)碳酸鈣顆粒堆積較密實,堆積密度較大,體現(xiàn)為沉降體積較小,重質(zhì)碳酸鈣的沉降體積(1.1-1.4mL/g)。所以同樣重量的輕鈣和重鈣,輕鈣包裝要比重鈣要顯得大包一些。但是其實輕鈣和重鈣的真實密度差別并不大。碳酸鈣通過填充于塑料之后體現(xiàn)的是真實密度,400目重質(zhì)碳酸鈣替代輕鈣填充于塑料比重增加5-6%左右,而如用2000目重質(zhì)碳酸鈣,密度相差在1-2%

吸油值

填充于塑料的碳酸鈣無論是廣西重質(zhì)碳酸鈣還是輕鈣,由于塑料屬于有機高分子而碳酸鈣屬于無機化合物,兩者相容性不好,為了使碳酸鈣能夠與被填充的塑料有更好的相容性,在混合過程中都需對碳酸鈣進行有機化處理,一般采用的處理劑有增塑劑(如DOP、環(huán)氧油,白礦油等)、潤滑劑(石蠟、硬脂酸或硬脂酸鹽)、偶聯(lián)劑(鈦酸酯或鋁酸酯)等,這些助劑的添加比例與所填充的碳酸鈣吸油值有關(guān),吸油值越高,需要添加的處理劑就越多,由于活化助劑價格都比較昂貴,所以填充的碳酸鈣粉體吸油值低有較好的加工性能。

重質(zhì)碳酸鈣吸油值一般比輕鈣低10-15度左右,同樣比例替代塑料配方中的輕鈣,可以減少活化助劑的使用量。

生產(chǎn)效率

輕鈣由于比較蓬松,在填充諸如pvc制品時,填充比例超過一定限度時,比較容易在下料斗產(chǎn)生架橋現(xiàn)象,就是我們常見的下料不流暢。嚴重影響生產(chǎn)效率。而重質(zhì)碳酸鈣由于顆粒比較松散,混合pvc物料后流動性比較好,同樣的填充比例,不會像輕鈣那樣會在下料斗產(chǎn)生架橋現(xiàn)象。

脆性問題

由于重鈣顆粒比較松散,顆粒形狀也呈不規(guī)則形,與塑料高分子結(jié)合后應力小,制品脆性大。

相同碳酸鈣比例填充的塑料制品,輕鈣填充的塑料制品柔韌性方面要比重鈣填充的好。

重鈣的使用趨勢

目前發(fā)達國家塑料工業(yè)使用的重質(zhì)碳酸鈣與輕鈣之比為1720∶1,以重鈣為主,而我國至今使用兩者之比僅為2∶1左右。隨著重鈣生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,細度已經(jīng)越來越接近輕鈣,綜合使用性能得到較大提升。輕鈣由于采用化學方法生產(chǎn),在生產(chǎn)過程中不可避免的要排出大量的廢水、廢氣和廢渣,對環(huán)境造成污染,而重鈣采用物理方法生產(chǎn),不會排放廢水、廢氣和廢渣,國家政策主導工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能減排,未來輕鈣的生產(chǎn)成本將會大幅提高,使用重質(zhì)碳酸鈣取代輕鈣已是一種趨勢。

但是一直以來塑膠填充生產(chǎn)工藝和配方大多已輕鈣為主,技術(shù)革新需要一定的時間,所以重質(zhì)碳酸鈣取代輕鈣仍然任重道遠。

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2020-01-13