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纳米碳酸钙的制备方法及其应用研究进展(二)
来源:中国粉体技术网    更新时间:2016-04-28 11:02:24    浏览次数:
 
1 纳米碳酸钙的应用
1.1 在橡胶工业中的应用
       碳酸钙是橡胶工业中使用得最早,用量最大的填充剂之一 。纳米碳酸钙不仅具有普通碳酸钙的性能,而且由于其具有超细、超纯、表面改性的特点,因而在橡胶中具有空间立体结构,又具有良好的分散性,可提高材料的补强性能、拉伸性能及抗老化性能。它不仅可作为补强填料单独使用,还可以根据生产需要与其它填料(炭黑、白炭黑、轻质或重质碳酸钙、陶土、钛白粉等)配合使用,起到补强、填充、调色、改善加工工艺和制品性能、降低含胶率或部分取代白炭黑、钛白粉等价格昂贵的白色填料,从而降低了生产成本。橡胶工业用的纳米碳酸钙产品要求粒子微细化、表面活性化、易分散。
 
1.2 在造纸中的应用
       近年来,随着造纸工业的发展,在造纸工艺过程由酸性施胶改为中性施胶后,纳米碳酸钙的应用大大增加。目前对纳米碳酸钙的研究证明,加入了碳酸钙的纸张,纸张的老化现象有明显的改善,对紫外线具有一定的吸收性,纸张不易发黄,不易发脆,且具有较好的隔离性。碳酸钙在纸张中可作填料或涂布颜料,它能提高纸的不透明度、增加纸的吸墨性能、使成纸柔软更有光泽。纳米碳酸钙目前主要应用于女性卫生品、婴儿尿布、纸巾等中。纳米活性碳酸钙作为造纸填料具有许多优点:①纳米碳酸钙粒度细且均匀,对纸机的磨损小,能使生产的纸制品更加均匀、平整;②纳米碳酸钙的吸油值高,能提高彩色纸的颜料牢固性;③纳米碳酸钙具有较高的蔽光性、高亮度,能提高纸制品的白度和蔽光性;④纳米碳酸钙能够使造纸厂使用较多的填料而少用纸浆,大幅度地降低生产成本。
 
1.3 在塑料行业中的应用
       纳米碳酸钙广泛填充在聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯共聚物(ABS)等塑料中。添加纳米碳酸钙可以提高塑料制品尺寸的稳定性、硬度和刚性,可以改善塑料的流变性能,提高塑料制品的耐热性。然而普通碳酸钙对塑料只能起到填充剂的作用,其添加或多或少地降低塑料的抗张强度,使塑料伸长率降低,所以用在塑料里面的纳米碳酸钙都需要进行表面活化处理,才能很好地起到功能材料的作用,改善塑料的性能。
 
1.4 在涂料中的应用
       随着建筑行业和汽车制造业的发展,涂料用碳酸钙也有了较大幅度的增长。纳米碳酸钙主要应用于水性涂料中。刘亚雄等对纳米碳酸钙在水性涂料中的应用研究表明,纳米碳酸钙填充于水性涂料中,具有白度高、涂膜光滑等优点。纳米级碳酸钙具有空间位阻效应,在制漆中能使配方中密度较大的立德粉悬浮,起防沉降作用。制漆后,漆膜白度增加,光泽度高,而遮盖力却不降低,这一性能使其在涂料工业被大量推广应用。童忠良对纳米碳酸钙在涂料中应用研究表明,纳米碳酸钙用于涂料中可以明显地改善涂料的性能,尤其是立方体状、流变性、稳定性的碳酸钙,可显著地增强乳胶漆涂料的遮盖力。纳米碳酸钙作为填料使用,在漆膜中起骨架和对底材的填平作用,使底层漆膜沉积性和渗透性增强。利用其存在的“蓝移”现象,将其添加到胶乳中,能对涂料形成屏蔽作用,达到抗紫外老化和防热老化的目的,增强涂料的隔热性。另外,用纳米碳酸钙填充涂料可以大大提高其柔韧性、硬度、流平性和光泽度。
 
1.5 在油墨工业中的应用
       纳米碳酸钙在油墨工业中有广泛的应用,与传统油墨填料相比,体现出优异的分散性、透明性、优异的油墨吸收性、极好的光泽性和高干燥性。作为树脂性油墨的填料,与传统的油墨填料相比,其具有稳定性好、适应性强、光泽度高、不影响印刷油墨的干燥性能等优点,可代替较贵的胶质钙。用于高档油墨,可以提高油墨的附着力,减少油墨对机械的磨损,适于高速印刷。用于油墨中的纳米碳酸钙一般要经过活化处理,晶型为球型或立方型最好。
 
1.6 在日化和医药化工行业中的应用
       纳米碳酸钙也可作为高档化妆品、香皂、洗面奶、儿童牙膏等日化产品的填料;在制药化工中是培养基中的重要成分和钙源添加剂,在止痛药和胃药中也有一定的药理作用,作为微生物发酵缓冲剂而应用于抗生素的生产。中国是生产和出口普通碳酸钙的大国,有近200 家碳酸钙生产厂,但是企业规模较小,生产工艺落后,技术水平低,纳米碳酸钙产量少,而纳米碳酸钙拥有广泛的应用前景,因此,必须加强研制开发高档碳酸钙的力度,发展超细、超纯纳米碳酸钙,促进中国橡胶、塑料制品、涂料、油漆等工业的发展。
 
2 展望
       从近几年来纳米碳酸钙行业发展来看,企业不断洗牌整合,一些落后和不合理的工艺技术被淘汰;一些不具有原材料或市场优势的企业最终会关闭或搬迁;一些投资上亿元,然而市场却只有2-3万吨/年的企业只能等待时间给他评判了。国内现在还没有出现较大规模的大型企业,市场的集中度不够,市场中产品混乱、价格恶性竞争无法避免。还要顺应市场规律,行业分布在地域性方面得到集中,技术和人才也得到相对集中。
       期望行业中出现较大规模的企业,年产量和销量能达到10-20万吨,这样才有实力和国外公司站在同一平台上竞争,还要加大技术创新的投入,提高企业自身研发和创新力量,使行业的高端技术进入世界领先水平,并在国际高端产品市场占有一席之地。因为当下低碳工业是一种大势所趋,也是社会发展的必然,所以纳米碳酸钙产业将会顺应社会的发展不断的发展壮大,涉及的应用领域也将不断拓展。中国的经济和社会在持续高速发展,工业技术等方面和发达国家之间的差距越来越小, 有足够的理由认为中国的纳米碳酸钙行业会赶上并赶超世界发达国家。



   作者: 关欣  何日梅  张金彦  蓝平  廖安平  广西民族大学化学化工学院

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