重質(zhì)碳酸鈣:又稱(chēng)研磨碳酸鈣,簡(jiǎn)稱(chēng)重鈣,是以天然方解石、石灰石、白云石、白堊、貝殼等為原料通過(guò)物理方法加工制得。
輕質(zhì)碳酸鈣:又稱(chēng)沉淀碳酸鈣,簡(jiǎn)稱(chēng)輕鈣,是用化學(xué)方法加工制得。
碳酸鈣不僅可以降低塑料制品的原材料成本,還具有改善塑料材料某些性能的作用。研究成果表明,不同種類(lèi)的碳酸鈣在使用得當時(shí),可顯著(zhù)提高基體塑料的性能,但輕鈣和重鈣的具體區分一直困擾著(zhù)多數用戶(hù),下面小編將從17個(gè)不同角度介紹此二者的不同。
一、生產(chǎn)方式
重鈣主要是以方解石、大理石、石灰巖、白堊、漢白玉等天然礦物為原料,經(jīng)機械粉磨加工得到的粉體材料;
輕鈣主要是以石灰石為原料,經(jīng)煅燒、消化、碳化、脫水、干燥、分級等工序得到的粉體材料。
二、堆積密度
產(chǎn)品堆積密度的不同是重鈣與輕鈣明顯的區別。
重鈣產(chǎn)品的堆積密度較大,一般為0.8~1.3g/cm3;
輕鈣產(chǎn)品的堆積密度較小,一般為0.5~0.7g/cm3,一些納米碳酸鈣產(chǎn)品的堆積密度甚至可達到0.28g/cm3左右。
三、吸油值
重鈣由于顆粒大、表面光潔、比表面積小,因此吸油值較低,一般為40~60mL/100g;
輕鈣顆粒微細、表面較粗糙,比表面積大,因此吸油值較高,一般為60~90mL/100g。
四、白度
重鈣由于相對雜質(zhì)較多,因此產(chǎn)品白度一般為89%~93%,少數的產(chǎn)品能達到95%;
輕鈣產(chǎn)品純凈度較高,因此白度一般為92%~95%,部分產(chǎn)品可以達到96%~97%。
五、水分含量
重鈣產(chǎn)品水分一般為0.2%~0.3%,水分含量比較低,同時(shí)也較為穩定,一些高 檔的產(chǎn)品水分甚至可達到0.1%左右;
普通輕鈣產(chǎn)品水分0.3%~0.8%,有時(shí)會(huì )有一定的波動(dòng),不太穩定。
六、顆粒形狀
重鈣的粉體特點(diǎn)是:顆粒形狀不規則,而且顆粒有一定的棱角,表面粗糙;顆粒大小差異較大,粒徑分布較寬,粒徑較大。破碎和細化不會(huì )改變重鈣的晶型,一般方解石重鈣為六方晶型、大理石重鈣為立方晶型,主要與產(chǎn)地有關(guān)。
輕鈣的粉體特點(diǎn)是:顆粒形狀規則,可視為單分散粉體;粒度分布較窄。根據晶粒形狀的不同,輕鈣可分為紡錘形、立方形、針狀、鏈狀、球形、片狀和菱形等。
紡錘形碳酸鈣是輕鈣中常見(jiàn)的一種晶形,平均長(cháng)軸粒徑為5~12μm,平均短軸粒徑為1~3μm;立方形碳酸鈣平均粒徑為0.02~0.1μm;針狀碳酸鈣平均粒徑為0.01~0.1μm,平均長(cháng)徑比為5~100;鏈狀碳酸鈣平均粒徑為0.01~0.1μm,平均長(cháng)徑比為10~50;球形碳酸鈣平均粒徑為0.03~0.05μm;片狀碳酸鈣平均粒徑為1~3μm。
七、味道
輕鈣由于氧化鈣反應不完全,殘留有石灰味道,如填充餅干則會(huì )有嗆人的味道;而重鈣沒(méi)有。
八、粒徑大小
重鈣產(chǎn)品的粒徑為0.5~45μm不等,按其原始平均粒徑(d)分為:粗磨碳酸鈣(d >3μm)、細磨碳酸鈣(d =1~3μm)、超細碳酸鈣(d =0.5~1μm);
輕鈣按其原始平均粒徑(d)可分為:微粒碳酸鈣(d >5μm)、微粉碳酸鈣(d =1~5μm)、微細碳酸鈣(d =0.1~1μm)、超細碳酸鈣(d =0.02~0.1μm)、超微細碳酸鈣(d <0.02μm)。
九、沉降體積
沉降體積是單位質(zhì)量的碳酸鈣在100mL水中振蕩并靜置3h后所具有的體積。
沉降體積越大說(shuō)明產(chǎn)品粒度越小、密度越輕、產(chǎn)品檔次越高。
重鈣的沉降體積為1.1~1.4mL/g;
輕鈣的沉降體積為2.4~2.8mL/g,納米輕鈣的沉降體積為3.0~4.0mL/g。
十、比表面積
普通重鈣的比表面積一般為1m2/g左右,重質(zhì)微細碳酸鈣比表面積為1.45~2.1m2/g;
普通輕鈣的比表面積一般為5m2/g左右,輕質(zhì)微細碳酸鈣比表面積為27~87m2/g。
十一、流動(dòng)性
從流動(dòng)性上考慮,輕鈣的微觀(guān)結構為紡錘形狀,加上其自身吸油值比較大,可以將配方中促進(jìn)流動(dòng)的組分如潤滑劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、分散劑等吸收,所以它的流動(dòng)性不如重鈣好,一般加入量超過(guò)25份就嚴重影響流動(dòng)性;
重鈣為顆粒狀可以促進(jìn)流動(dòng)性,加入量不受限,在PVC管材配方中如果碳酸鈣添加超過(guò)25份,從流動(dòng)性上考慮選用重鈣。
十二、價(jià)格
重鈣的加工主要是通過(guò)機械破碎、研磨的方法實(shí)現;
輕鈣的生產(chǎn)是通過(guò)化學(xué)反應沉淀后制取的,后者比前者的工藝復雜得多,要求也相應嚴格得多,因此同等粒徑的重鈣要比輕鈣便宜30%左右,如果性能允許選擇重鈣更經(jīng)濟便宜。
十三、改性功能
重鈣對拉伸強度較好,使用重鈣塑料加工流動(dòng)性要好一些,而且粒徑較小的重鈣填充塑料性能也較好;
輕鈣對沖擊強度和剛性較好,一般用輕鈣的塑料表面更光滑一些,而且密度會(huì )低一些。
十四、色光可控度
色相為顏色的主色調,而色光為顏色的余光。不同晶型的粉體具有不同的色相,碳酸鈣具有三種不同的晶型,因此也就具有不同的色相。
對于重鈣而言不同產(chǎn)地碳酸鈣所發(fā)出的底色不同,破碎和細化也不會(huì )改變,如四川碳酸鈣底色發(fā)藍色、廣西碳酸鈣底色發(fā)紅色、江西碳酸鈣底色發(fā)青色等等;
而對于輕鈣,在合成的過(guò)程中可以控制其產(chǎn)生晶型的種類(lèi),進(jìn)而控制其色光的類(lèi)型。在具體配色時(shí),碳酸鈣的色光要與主著(zhù)色劑色相一致。
十五、pH值
重鈣的pH值為8-9;
輕鈣的pH值為9-10。
十六、礦物經(jīng)濟學(xué)對比
粉體制備成本:常規成本相當,處于同一競爭水平,但若附加環(huán)境管制成本和資源浪費率,輕鈣擴展成本則高于重鈣;
環(huán)境平衡度:重鈣生產(chǎn)除噪聲外,無(wú)“三廢”排放,環(huán)境易協(xié)調和管制;輕鈣生產(chǎn)排放“三廢”,特別有燃燒廢氣,環(huán)境總平衡度低;
資源利用率:重鈣易于礦產(chǎn)資源綜合利用,輕鈣不易控制礦產(chǎn)資源合理利用率。
十七、應用性能
重鈣:主要用于造紙、橡膠和塑料等行業(yè),填充量一般較大,主要作為體積填料,降低應用產(chǎn)品的制造成本;
輕鈣:相對應用領(lǐng)域較廣泛,主要的應用領(lǐng)域為塑料、橡膠、涂料、膠粘劑、卷煙紙、油墨等,以體積填充為主,而納米碳酸鈣產(chǎn)品在應用過(guò)程中往往作為改性或補強等功能性填料使用,填充量一般較少。
結論:正確區分好輕鈣和重鈣,在具體配方設計時(shí)選取適合自己的碳酸鈣具有重要的意義,這樣就可以按需要選取材料,既可以滿(mǎn)足性能又可以降低成本。
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