納米碳酸鈣的工業制備采用碳化法,將質量好的氧化鈣溶于水,并將生成的懸浮氫氧化鈣,在高剪切力作用下粉碎,多級固液分離除去顆粒及雜質,得到一定濃度的精制的氫氧化鈣懸浮液。在一定濃度和純度的Ca(OH)2的懸浮液中通入高純度的二氧化碳氣體進行碳化。通過對Ca(OH)2懸浮液的溫度、pH值、二氧化碳氣體的流量等參數控制碳酸鈣晶核的成核速率;在碳化至形成一定的晶核數后,由晶核形成控制轉化為晶體生長控制,此時加入晶形調節劑控制各晶面的生長速率,從而達到形貌可控;繼續碳化至終點,加入分散劑調節粒子表面電荷,得到分散的立方形碳酸鈣納米顆粒。所獲得的納米碳酸鈣粒子在25~100nm之間可控,立方形,比表面大于25m/g,粒徑分布 GSD為1.57,吸油值小于28g/100gCaCO3,且無團聚現象。所獲得的產品性能優異,可作為橡膠、塑料以及汽車底漆中的功能填料。
【產業鏈】上游碳酸鈣,下游納米碳酸鈣,塑料、橡膠等制品。
【參考質量指標】納米碳酸鈣的品種比較多,參考質量為:粒子在25~100nm之間,比表面大于25m/g,粒徑分布 GSD為1.57,吸油值小于28g/100gCaCO3,且無團聚現象。
納米碳酸鈣用于塑料中與樹脂親合性好,可有效增加或調節材料剛性,韌性,以及彎曲強度等,并可改善塑料加工體系的流變性能,降低塑化溫度,提高制品尺寸穩定性,耐熱性及表面光潔性;在天然橡膠、順丁橡膠、丁橡膠等橡膠體系中,容易混練,分散均勻,并可使膠質柔軟,還能提高壓出加工性能和模型流動性。使橡膠制品具有表面光滑,伸長率大,抗張強度高,變形小,耐彎曲性能好,耐撕裂強度高等特點。
由于納米級碳酸鈣具有高光澤度、磨損率低、表面改性及疏油性,可填充聚氯乙烯、聚丙烯和酚醛塑料等聚合物中,現在又被廣泛應用于聚氯乙烯型材,管材,電線、電纜外皮膠粒、薄膜(壓延膜)的生產,鞋業制造等。還適合用于聚丙烯、聚乙烯、聚碳等塑料改性。由于活性納米碳酸鈣表面親油疏水,與樹脂相容性好,能有效提高或調節制品的剛、韌性、光潔度以及彎曲強度;改善加工性能,改善制品的流變性能、尺寸穩定性能、耐熱穩定性,具有填充及增強、增韌的作用,能取代部分價格昂貴的填充料及助劑,減少樹脂的用量,從而降低產品生產成本,提高市場競爭力。
在涂料工業中可作為顏料填充劑,具有細膩、均勻、白度高、光學性能好等優點,納米碳酸鈣具有空間位阻效應,在制漆中,能使配方密度較大的立德粉懸浮,起防沉降作用。制漆后,漆膜白度增加,光澤高,而遮蓋力卻不下降,這一特性使其在涂料工業被大量推廣應用。
可用于涂布加工紙的原料,特別是用于銅板紙。由于它分散性能好,粘度低,能有效的提高紙的白度和不透明度,改進紙的平滑度、柔軟度,改善的吸收性能,提高保留率。
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納米碳酸鈣