纳米级超细碳酸钙
纳米级超细碳酸钙
纳米级超细碳酸钙(英文名称Nanocalcium carbonate)是碳酸钙的一种形态,纳米(nanomaterarial)代表一尺度,为10-9m,符号为nm。纳米级超细碳酸钙是80年代发展起来的一种新型超细固体材料。纳米材料是指在三维空间中,至少有一维处于纳米尺寸的范围,或由它们作为基本单元构成的材料,颗粒在1~100nm范围。纳米材料具有小尺寸效应,表面效应和宏观量子隧道效应。因而展现出许多特有性质,在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等方面有广泛的用途。外观为白色或淡黄色六方晶体粉末状,无味、不溶于水和乙醇、能溶于酸,释放出二氧化碳。分子式为CaCO3。
物理性质
【外观】白色或淡黄色、无味,六方晶体粉末状。
【熔点】(℃) 1339
【分解温度】℃ 825~896.6
【相对密度】 2.71
【溶解性能】不溶于水和乙醇、能溶于酸,释放出二氧化碳,也溶于氯化铵溶液。
【稳定性】稳定
化学性质
【CAS登录号】471-34-1
【EINECS登录号】207-439-9
【分子量】100.09
【分子式及结构式】分子式为CaCO3,结构式如下:
【常见的化学反应】具有碳酸钙的一般通性,遇稀醋酸、稀盐酸稀硝酸等产生气泡并溶解。生成相应的钙盐,释放出二氧化碳。加热到约900℃时分解为氧化钙二氧化碳。混有CaCO3的水通入过量二氧化碳,会生成碳酸氢钙溶液。
【禁配物】酸、碱
【聚合危害】无聚合危害
主要用途
纳米碳酸钙用于塑料中与树脂亲合性好,可有效增加或调节材料刚性,韧性,以及弯曲强度等,并可改善塑料加工体系的流变性能,降低塑化温度,提高制品尺寸稳定性,耐热性及表面光洁性;在天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶等橡胶体系中,容易混练,分散均匀,并可使胶质柔软,还能提高压出加工性能和模型流动性。使橡胶制品具有表面光滑,伸长率大,抗张强度高,永久变形小,耐弯曲性能好,耐撕裂强度高等特点。
由于纳米级碳酸钙具有高光泽度、磨损率低、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,现在又被广泛应用于聚氯乙烯型材,管材,电线、电缆外皮胶粒、薄膜(压延膜)的生产,鞋业制造等。还适合用于聚丙烯、聚乙烯、聚碳等塑料改性。由于活性纳米碳酸钙表面亲油疏水,与树脂相容性好,能有效提高或调节制品的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度;改善加工性能,改善制品的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性,具有填充及增强、增韧的作用,能取代部分价格昂贵的填充料及助剂,减少树脂的用量,从而降低产品生产成本,提高市场竞争力。
在涂料工业中可作为颜料填充剂,具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点,纳米碳酸钙具有空间位阻效应,在制漆中,能使配方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,光泽高,而遮盖力却不下降,这一特性使其在涂料工业被大量推广应用。
可用于涂布加工纸的原料,特别是用于高级铜板纸。由于它分散性能好,粘度低,能有效的提高纸的白度和不透明度,改进纸的平滑度、柔软度,改善油墨的吸收性能,提高保留率。
作为填料,可替代价格较高的胶质钙,能提高油墨的光泽度和亮度。纳米碳酸钙还用于饲料行业,可作为补钙剂,增加饲料的含钙量,在化妆品中使用,可替代钛白粉
制造方法
纳米碳酸钙的工业制备采用碳化法,将质量好的氧化钙溶于水,并将生成的悬浮氢氧化钙,在高剪切力作用下粉碎,多级固液分离除去颗粒及杂质,得到一定浓度的精制的氢氧化钙悬浮液。在一定浓度和纯度的Ca(OH)2的悬浮液中通入高纯度的二氧化碳气体进行碳化。通过对Ca(OH)2悬浮液的温度、pH值、二氧化碳气体的流量等参数控制碳酸钙晶核的成核速率;在碳化至形成一定的晶核数后,由晶核形成控制转化为晶体生长控制,此时加入晶形调节剂控制各晶面的生长速率,从而达到形貌可控;继续碳化至终点,加入分散剂调节粒子表面电荷,得到分散的立方形碳酸钙纳米颗粒。所获得的纳米碳酸钙粒子在25~100nm之间可控,立方形,比表面大于25m/g,粒径分布 GSD为1.57,吸油值小于28g/100gCaCO3,且无团聚现象。所获得的产品性能优异,可作为高档橡胶、塑料以及汽车底漆中的功能填料。
【产业链】上游碳酸钙,下游纳米碳酸钙,塑料、橡胶等制品。
【参考质量指标】纳米碳酸钙的品种比较多,参考质量为:粒子在25~100nm之间,比表面大于25m/g,粒径分布 GSD为1.57,吸油值小于28g/100gCaCO3,且无团聚现象。
毒性和环境影响
碳酸钙属于中性物,本身无毒,在制造和处理过程中,由于工艺本身,以及所用助剂品种本身的毒性,可能会使纳米碳酸钙有毒性,会造成有害于人体、生物和环境,需根据具体工艺和各种助剂品中的性能和用量加以说明与防范、治理。但由于产品是一超细粉体,因此必需要防范粉体对人体、环境的危害。
包装、贮存和运输
采用麻布袋或塑料袋包装。内用双层塑料袋、外用麻袋或塑料编织袋包装。每袋净重50公斤或25公斤。
储于干燥、阴凉处,防高温,避免与酸类物质接触。运输中防止勾挂散包。
参考资料
最新修订时间:2024-06-25 09:21
目录
概述
物理性质
化学性质
参考资料