碳酸钙在各行业中的应用
碳酸钙在各行业中的应用碳酸钙的英文名称为Calcium carbonate ，分子式是CaCO3 ，分子量100.09 ，碳酸钙是一种用途十分广泛的无机盐矿物，碳酸钙是地球外壳的天然矿物。根据生产方法的不同的，碳酸钙可分重质碳酸钙(GCC)和轻质碳酸钙(PCC)两种。而随着生产工艺地不断进步，目前已开发出纳米碳酸钙、活性碳酸钙。碳酸钙的特性是可以人工调控色泽、粒径、表面特性、分散度、流变性、触变性以及晶型等,而且碳酸钙化学纯度高,化学惰性强,热稳定性好,在400摄氏度以下不会分解。另外,碳酸钙还具有吸油率低、硬度低、磨耗值小、无毒、无臭、无味,分散性好等优点。因此碳酸钙在各个行业得到了广泛的应用.。
重质碳酸钙( Heavy Calcium Carbonate) 又称研磨碳酸钙( Ground Calcium Carbonate,简称GCC美国称Kotamite) ,是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等而制得。 由于它的沉降体积(1.1-1.9mL/g/ g)比用化学方法生产的轻质碳酸钙沉降体积(2.4-2.8mL/g) 小,因此被称为重质碳酸钙。
轻质碳酸钙(Light Calcium Carbonate)又称沉淀碳酸钙(Precipitated Calcium Carbonate，简称PCC) ,是用化学加工方法制得的。由于它的沉降体积(2.4-2.8mL/g)比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9mL/g)大,因此被称为轻质碳酸钙。
活性碳酸钙是在普通碳酸钙的基础上进行改性而得到的,从而达到在复合材料制品中的填充和改性的双重目的。这些改性包括对碳酸钙的结晶形态、粒子大小、粒度分布及表面性能等方面的改性。以提高其综合性能。可在降低成本的同时,还能改善制品的硬度、弹性模量、尺寸稳定性和热稳定性。
纳米碳酸钙是以非金属矿石灰石为原料，采用沉淀法合成纳米粉体技术制备的重要无机盐新产品，粒径10-100nm，因其粒径小，活性好，是一种新型无机材料，具有许多特殊功能，主要适用于橡胶、油墨、造纸、涂料、医药、塑料、食品等行业，如添加在橡胶中，其硫化胶伸第率、压缩变形、撕裂性能、耐屈挠性能比添加一般碳酸钙高。目前国内只有少数几家企业生产纳米碳酸钙，且产量甚微，不能满足市场需求。
碳酸钙的应用发展较快,目前已广泛地应用于工农业领域,如橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、油墨、电缆、制药、化肥、饲料、食品、制糖、纺织、玻璃、陶瓷、卫生用品、密封剂、胶粘剂、杀虫剂和农药载体以及烟道除硫、水处理等环保方面。轻质碳酸钙用途与重质碳酸钙有重叠也有不同,主要用于造纸、塑料、人造橡胶、食品、食用色料、医药、黏结剂和卫生用品等领域。近年来,因为有资料谈及轻质碳酸钙可增强某些材料的性能,所以它的使用范围有所增加。
1.碳酸钙在橡胶中的应用
酸钙是橡胶工业中使用最早量最大大填充剂之一，碳酸钙大量填充在橡胶之中，可以增加制品的容积，从而节约昂贵的天然橡胶达到降低成本的目的，碳酸钙填入橡胶能获得比纯橡胶硫化物更高的抗张强度耐磨性，撕裂强度，并在天然橡胶和合成橡胶中有显著的补强作用，同时可以调整稠度。
2、碳酸钙在塑料聚合物方面的应用
碳酸钙是非常重要的填充料,特别是在欧洲,以重量计,占矿物填充剂和加强剂市场的60%。碳酸钙填充料的主要用途有增塑PVC(电缆、地板人造革等,重钙占10%～30%,),硬聚氯乙烯(rigidPVC门窗、异型材、板材、管材、薄板中占5%～20%,地板砖中占40%～80%),不饱和聚酯材料(汽车、电器和器具工业的薄板模塑和整体模塑),聚丙烯(家具、汽车、包装、纤维等)和聚乙烯。
碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在95%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。
3、碳酸钙在造纸业的应用
在造纸工业使用碳酸钙,可使纸张亮度好、结构坚实、利书写、涂布均匀、摩擦度低、易排湿以及易干燥等。由于世界造纸业从上世纪80年代初开始成功地由酸性工艺转向碱性工艺,使填充料的使用发生了革命性的变化:碳酸钙代替木桨和其他颜料,可改善纸张的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。碱基加工主要用于生产精细印刷和书写纸张,对新闻纸等一些重要用纸,虽然使用酸基环境生产,但也可使用碳酸钙。目前造纸涂料配方中碳酸钙使用量大幅增加,已从5%～10%上升到30%左右。
4.碳酸钙在油漆行业中的用量较大，生产油漆是碳酸钙的另一个重要用途。碳酸钙是油漆生产中重要的填充剂,细度和颗粒分配决定了油漆的透明度。还有,碳酸钙耐候性好,具有耐磨损、低电解液含量、PH稳定效应、可提高耐腐蚀性能和涂料的流变性等重要特性。碳酸钙在油漆行业中的用量较大，是不可缺少的骨架，在稠漆中用量为30%以上，酚醛磁漆4-7%里酚醛细花纹皱纹漆39%以上。
5.碳酸钙在水性涂料行业的应用
碳酸钙在水性涂料行业的应用，用途更为广泛，能使涂料不沉降，易分散，光泽好等特性，在水性涂料用量为20-60%。涂料工业中，重质碳酸钙是世界涂料的第一填料，随着水性涂料产量的增大，今后重质碳酸钙的用量会进一步提高 。它进入涂料工业除用于增重之外，主要用于部分取代钛白粉(最大取代量为30%，一般为10 ～20%)和彩色颜料，也用于取代轻钙和沉淀硫酸钡，在这些用途中，一定要用微细化和超微细化重质碳酸钙。涂料工业中，超细钙不仅可作为增白的体质颜料，增容降低成本，提高涂料油漆的光泽，提高产品的光泽度、干燥性和遮盖力，同时还具有补强作用。
6.碳酸钙在电缆行业能起一定的绝缘作用。
7. 纳米活性碳酸钙在橡胶工业具有超细、超纯的特点，生产过程中有效控制了晶形和颗粒大小，而且进行了表面改性。因此其在橡胶中具有空间立体结构、又有良好的分散性，可提高材料的补强作用。如链状的纳米级超细碳酸钙，在橡胶混炼中，锁链状的链被打断，会形成大量高活性表面或高活性点，它们与橡胶长链形成键连结，不仅分散性好，而且大大增强了补强作用。值得注意的是，它不但可以作为补强填充料单独使用，而且可根据生产需求与其他填充料配合使用，如：炭黑、白炭黑、轻钙重钙、钛白粉、陶土等，达到补强、填充、调色、改善加工工艺和提高制品性能、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的目的。
碳酸钙的市场前景
据有关资料分析，到2010年，我国的碳酸钙市场需求量为：
塑料工业： 重质碳酸钙的需求量预计将达到22万吨。
造纸工业：将需要超细重质碳酸钙60万吨左右。
橡胶工业：总需求量将达到20万吨左右。
油漆涂料：需超细重质碳酸钙6万吨左右。
胶粘剂和密封剂：将消耗碳酸钙55万吨左右，超细活性重质碳酸钙的用量将达到11万吨左右。
