碳酸鈣作為一種優(yōu)良的填料，具有色白質(zhì)純、易于著色、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、成本低廉、粒徑和粒子形狀可以控制等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成功地應(yīng)用在橡膠、塑料、涂料、油墨、造紙等領(lǐng)域。不過(guò)，在這些傳統(tǒng)應(yīng)用中，碳酸鈣產(chǎn)品附加值不高，企業(yè)盈利往往是“以量取勝”，納米鈣或高純度碳酸鈣等功能性較強(qiáng)的品類(lèi)需求仍舊依賴進(jìn)口。
中國(guó)當(dāng)前礦產(chǎn)品精深加工程度不高，礦產(chǎn)品附加值低，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距。碳酸鈣產(chǎn)業(yè)鏈條短，缺乏下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈的延伸能力，中高端碳酸鈣產(chǎn)品少，碳酸鈣企業(yè)產(chǎn)品多為初級(jí)產(chǎn)品，基本上以低端普通重鈣產(chǎn)品為主，科技含量低，附加值低，亟待加強(qiáng)技改和整合提升。重鈣產(chǎn)品的精細(xì)化、功能化水平不高。重鈣中200~325目占50%，325~1250目占35%，1250目以上的占15%，其中經(jīng)過(guò)改性的只占到12%左右。
整體而言，國(guó)內(nèi)滿足碳酸鈣高值化應(yīng)用的產(chǎn)品和技術(shù)水平都亟待加強(qiáng)。隨著市場(chǎng)發(fā)展及規(guī)范，高附加值化碳酸鈣、以及碳酸鈣應(yīng)用專(zhuān)門(mén)化成為未來(lái)市場(chǎng)的新趨勢(shì)。
1、食品級(jí)碳酸鈣
食品級(jí)碳酸鈣為高純度、高白度的粉體材料，其碳酸鈣純度一般要達(dá)到99%以上。
在礦石原料方面，用作生產(chǎn)食品級(jí)碳酸鈣的礦石必須是高質(zhì)量、高含量的純天然礦石，加工過(guò)程中不允許有污染和雜質(zhì)，包裝過(guò)程中更要保證清潔無(wú)污染。
在食品工業(yè)中，碳酸鈣可用作堿性劑、營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑、面團(tuán)調(diào)節(jié)劑、固化劑、酵母養(yǎng)料、抗結(jié)塊劑、疏松劑、膠姆糖助劑和改性劑等，還可添加在鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化保健食品、膠姆糖基、膨松劑、面制品、谷物早餐、餅干、乳制品、軟膠囊等產(chǎn)品中，還可用于牙膏中做磨擦劑，磨擦劑在牙膏中用量一般為25%～60%。
2、藥用碳酸鈣
藥用碳酸鈣在高純度藥品級(jí)檸檬酸鈣、乳酸鈣、葡萄糖酸鈣等多種鈣劑中都有添加。
我們使用的藥物鈣片，其原料很大一部分就是來(lái)自于石灰石。具體流程是，先選擇含碳酸鈣含量較高的大理石、白堊石，先燒成生石灰，然后加入水制成熟石灰，再溶入鹽酸之中生成氯化鈣，除去其中重金屬和其他雜質(zhì)后，在氨水條件下再與二氧化碳反應(yīng)，重新生成碳酸鈣的結(jié)晶。這些重新結(jié)晶出來(lái)的碳酸鈣，才能達(dá)到制作藥物所要求的純度。藥用鈣產(chǎn)品消費(fèi)群體廣大，深受各年齡段消費(fèi)者的關(guān)注。中老年人、孕期/哺乳期女性、兒童是補(bǔ)鈣市場(chǎng)消費(fèi)的三大主力軍。隨著人口老齡化、“三孩”政策的放開(kāi)，鈣劑市場(chǎng)規(guī)模也進(jìn)一步快速擴(kuò)大，具有十分廣闊的發(fā)展前景。
3、降解塑料專(zhuān)用碳酸鈣
使用納米碳酸鈣可有效降低降解塑料的成本，以塑料薄膜為例，納米碳酸鈣特有的性能使其大比例的均勻的填充在農(nóng)膜中，使產(chǎn)品的成形和實(shí)施二次拉升時(shí)，表面和內(nèi)部形成無(wú)數(shù)細(xì)小的縫隙，幫助并加速光或者生物助劑對(duì)農(nóng)膜的降解，制成的農(nóng)膜既能保證品質(zhì)和實(shí)用性能，又不增加成本，還可實(shí)現(xiàn)后期的快速降解。
經(jīng)研究測(cè)試發(fā)現(xiàn)從碳酸鈣的含量為0%開(kāi)始到碳酸鈣含量為50%，碳酸鈣與PBAT的共混塑料的拉伸性能出現(xiàn)了先是增加后來(lái)下降的現(xiàn)象，而加入偶聯(lián)劑KH560和增容劑ADR時(shí)，明顯提高了碳酸鈣含量在50%的PBAT與碳酸鈣的共混塑料的拉伸性能，并且在偶聯(lián)劑使用含量在2%，增溶劑含量在1%時(shí)，其共混塑料的拉伸性能達(dá)到峰值。
4、導(dǎo)電涂料
輕質(zhì)碳酸鈣因成本低廉、原料來(lái)源廣泛被作為填料廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料等高分子材料中，但碳酸鈣不具有導(dǎo)電性，不能解決靜電問(wèn)題。而以碳酸鈣為包覆基質(zhì)制備CaCO3-聚苯胺(PANI)/SiO2導(dǎo)電復(fù)合粉體，將其應(yīng)用于導(dǎo)電涂料領(lǐng)域，既降低涂料成本，改善涂膜機(jī)械強(qiáng)度，還賦予涂膜一定的導(dǎo)電性和抗靜電性，消除靜電危害。其中，SiO2包覆改性可以顯著提高碳酸鈣的耐酸性。
此外，美國(guó)研究人員使用碳酸鈣作為填料制備冷卻涂料，可以隔絕大部分熱量。原理上，碳酸鈣有大量帶隙，有助于減少涂料吸收的紫外線量。
5、油墨用碳酸鈣
碳酸鈣應(yīng)用于涂料和油墨，能使漆膜光澤清晰、持久，使油墨的印刷色調(diào)優(yōu)雅、均勻，碳酸鈣良好的半透明性、光澤度和流動(dòng)性還能降低涂料和油墨成本。尤其是在油墨廣泛采用樹(shù)脂連接料后，活性碳酸鈣以其優(yōu)異的穩(wěn)定性，幾乎已經(jīng)取代其他填料了。
但其必須經(jīng)過(guò)活化處理，晶形為球形或立方形。目前日本在中國(guó)銷(xiāo)售較多的是白艷華O和DD，它們用于油墨能改善其流動(dòng)性、透明度和光澤，其中白艷華O為透明性較好的納米碳酸鈣，白艷華DD為半透明性的納米碳酸鈣。
6、密封膠和粘合劑用碳酸鈣
用于密封膠和粘合劑的納米碳酸鈣的粒子尺寸穩(wěn)定性好、分散均勻，可提供密封劑良好的彈性、防水性、氣密性、流變性，是理想的密封材料。
影響密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣在密封膠中摻和性能的因素主要有：粒徑、晶形、吸油值、比表面積、pH值、篩余物、水分；其中，影響膠體觸變性的因素主要是顆粒形態(tài)、吸油值、表面改性和pH值，影響增強(qiáng)作用的因素主要有粒徑和分散性。
目前國(guó)內(nèi)膠粘劑主要應(yīng)用在建筑、包裝、木材行業(yè)，合計(jì)占比超50%；未來(lái)中端應(yīng)用，如汽車(chē)、能源、電子信息等領(lǐng)域以及高端應(yīng)用如航空、航天、船舶、半導(dǎo)體等領(lǐng)域?qū)δz粘劑需求增長(zhǎng)較快，應(yīng)用占比有望達(dá)到40%。
7、高端塑料用碳酸鈣
填充高端塑料，對(duì)填充用的碳酸鈣就有一定要求。
①化學(xué)穩(wěn)定性好，碳酸鈣不能和樹(shù)脂及各種助劑發(fā)生有害反應(yīng)，也就是說(shuō)，用于塑料中的碳酸鈣及其表面的有機(jī)處理劑不能參與各種化學(xué)反應(yīng)。
②耐溫性好，由于塑料制品成型加工都是在高溫環(huán)境下(一般大于180℃)進(jìn)行，所以要求碳酸鈣應(yīng)該在加熱成型的溫度條件下不分解變色。
③加工性優(yōu)，主要包括以下幾個(gè)指標(biāo)：分散性好、疏水性佳、吸油量低、遷移性小。
總結(jié)
從產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)看，“品質(zhì)”和“應(yīng)用”是精品碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的兩大核心關(guān)鍵詞。只有實(shí)現(xiàn)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量和精品化發(fā)展，讓產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)具備強(qiáng)力支撐下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力，才是碳酸鈣產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
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