나노 탄산칼슘은 초미세 탄산칼슘이라고도 합니다. 표준의 이름은 초미세 탄산칼슘입니다. 나노 탄산 칼슘의 가장 성숙한 산업은 주로 고급 플라스틱 제품에 사용되는 플라스틱 산업입니다. 플라스틱 마스터 배치의 유변학적 특성을 개선하고 성형성을 향상시킬 수 있습니다. 플라스틱 충전제로서 강화 및 강화, 플라스틱의 굽힘 강도 및 굴곡 탄성률, 플라스틱의 열 변형 온도 및 치수 안정성을 개선하고 플라스틱에 열 히스테리시스를 부여하는 기능이 있습니다. 잉크 제품에 사용되는 나노 탄산칼슘은 우수한 분산성과 투명성, 우수한 광택, 우수한 잉크 흡수성 및 고건조성을 나타냅니다. 수지 기반 잉크의 잉크 충전제로 나노 탄산 칼슘은 우수한 안정성, 고광택, 인쇄 잉크의 건조 성능에 영향을 미치지 않으며 강한 적응성의 장점이 있습니다.

나노 탄산 칼슘은 1-100nm의 입자 크기를 갖는 일종의 기능성 무기 충전재입니다. 고무, 플라스틱, 제지, 잉크, 페인트, 실런트 및 접착제, 의약, 치약, 식품 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나 나노 탄산칼슘의 입자 크기, 결정 모양, 오일 흡수 값 및 분산에 대한 요구 사항은 응용 분야에 따라 다릅니다.

1、플라스틱에 나노 탄산칼슘 적용

플라스틱 가공 및 생산에서 일반 탄산칼슘 제품은 일반 충전재로만 사용할 수 있습니다. 충전제로 사용되는 것 외에도 수정된 나노 탄산칼슘은 활성제 및 강화제의 역할을 할 수 있어 플라스틱 제품의 부피를 늘리고 제품의 경도와 강도를 향상시키며 플라스틱의 가공 성능을 향상시키고 플라스틱 제품 및 기타 성능 지표의 내열성, 굽힘 강도 및 탄성 계수.

나노 탄산 칼슘은 PVC, PS, PP 및 기타 플라스틱 가공에 널리 사용되었습니다. 그 중 PVC의 양이 가장 많으며 특히 전선 및 케이블, 파이프 및 기타 제품에 사용됩니다. 나노 탄산 칼슘은 PVC 플라스틱에 좋은 강화 및 강화 효과가 있습니다. 주요 나노 특성은 가공된 PVC 플라스틱이 강도, 차단성, 난연성 및 열 안정성과 같은 우수한 기계적 특성을 갖도록 합니다.

플라스틱 산업에서 나노 탄산 칼슘의 기술 요구 사항은 다음과 같습니다.

오일 흡수 값: 플라스틱 산업은 일반적으로 나노 탄산 칼슘의 입자 크기가 작고 비표면적이 크기 때문에 나노 탄산 칼슘의 매우 낮은 오일 흡수 값을 요구합니다. 오일 흡수 값이 크면 혼합 중에 더 많은 가소제가 소비되어 시스템의 점도가 증가하여 처리 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라 생산 비용도 증가합니다.

결정 모양: 주로 입방체, 구형, 이 결정 제품은 흐름 저항이 적고 생산 및 가공이 쉽고 플라스틱 제품의 표면 광택에 영향을 미치지 않습니다.

입자 크기: 플라스틱에 사용되는 나노 탄산칼슘의 입자 크기는 일반적으로 약 100nm에서 제어됩니다. 입자 크기가 너무 크면 나노 탄산 칼슘의 효과를 반영할 수 없으며 제품의 외관에 영향을 미칩니다. 입자 크기가 너무 작으면 표면 에너지가 증가하고 입자가 심하게 응집되어 가공 중에 완전히 분산되기 어려워 제품 표면에 입자가 생성됩니다.

분산성: 분산성이 높은 나노 탄산칼슘을 선택해야 합니다. 나노 탄산 칼슘 덩어리가 심각하게 덩어리지면 2 차 입자 크기가 1 차 입자 크기보다 훨씬 커지지 만 플라스틱 가공 및 혼합의 전단력은 너무 강하지 않습니다. 덩어리가 심한 일부 나노 탄산칼슘은 분산이 쉽지 않아 적용 시 국소적 결함이 발생하고 제품 품질 문제가 발생합니다.

수분: 수분 조절은 0.5%보다 높아서는 안 됩니다. 수분 함량이 너무 높으면 플라스틱 표면에 기포나 구멍이 생깁니다.

PH 값 : 나노 탄산 칼슘의 pH 값은 10 미만으로 제어해야합니다. pH 값이 너무 높으면 제품의 백색도 및 표면 광택에 영향을 미치고 외관을 악화시킵니다. 동시에 높은 pH는 시스템의 점도를 증가시키고 처리 공정에 영향을 미칩니다.

플라스틱 산업에서 사용되는 각종 비금속 광물 분말 재료 중에서 탄산칼슘의 양이 가장 많으며 플라스틱 첨가제 총량의 60-70%를 차지합니다. 그러나 고성능 응용 연구에는 여전히 많은 문제가 있으며, 특히 나노 탄산칼슘의 덩어리를 해결하는 방법, 나노 탄산칼슘의 분산 효과를 향상시키는 방법, 복합 재료의 결합 강도를 향상시키는 방법이 효과적으로 이루어지지 않았습니다. 해결.

2、고무에 나노 탄산 칼슘의 응용

나노 탄산 칼슘은 주로 고무 산업의 타이어, 와이어, 케이블 및 고무 제품에 사용됩니다. 부피를 늘리고 비용을 줄이며 고무 가공 성능을 향상시킬 수 있습니다. 현재 고무에 사용되는 주요 탄산칼슘은 중질 탄산칼슘과 일반 경질 탄산칼슘이다. 나노탄산칼슘의 응용분야와 범위도 확대되고 있다. 나노탄산칼슘을 함유한 고무제품은 연신율, 압축변형, 항복저항성, 내인열성이 일반 탄산칼슘보다 월등히 우수합니다. 특수기술로 처리된 나노탄산칼슘은 높은 표면활성을 가지고 있습니다. 자외선 조사에서 자유롭게 움직이는 전자를 방출하고 산소 또는 유기 물질과 쉽게 반응하여 바이러스 및 박테리아를 죽일 수 있습니다. 따라서 나노탄산칼슘은 살균, 소독 효과도 있다.

타이어 : 나노 탄산 칼슘은 자동차 타이어 생산에서 카본 블랙과 화이트 카본 블랙을 부분적으로 대체 할 수 있지만 보강 효과에는 여전히 격차가 있습니다. 따라서 측벽, 코드 컴파운드, 내층 고무, 완충 고무 등과 같이 응력이 적은 부품에 주로 적용됩니다. 생산시 나노 탄산 칼슘 및 활성 산화 아연은 타이어 트레드 컴파운드의 강도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

고무 튜브 및 테이프 : 나노 탄산 칼슘은 주로 고무 튜브 및 테이프를 강화하고 희게하며 동시에 고무 화합물의 분산성을 향상시키는 데 사용됩니다.

전선 및 케이블: 나노 탄산칼슘은 일반적으로 광산 전선 및 케이블, 고전압 전선 및 케이블, 해양 전선 및 케이블, 전선 및 케이블 접착제의 보호 덮개에 사용됩니다.

고무 산업에서 나노 탄산 칼슘의 기술 요구 사항은 다음과 같습니다.

오일 흡수 값: 고무 산업은 나노 탄산 칼슘의 오일 흡수 값에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 흡유량이 높을수록 고무의 젖음성 및 강화성이 우수합니다.

결정 형태 : 고무의 높은 강화 성능으로 인해 나노 탄산 칼슘의 결정 형태는 주로 사슬 또는 사슬 모양이어야하며 처리 중에 사슬 부분이 서로 얽혀 시스템의 강도를 향상시킬 수 있습니다.

입자 크기: 고무에 사용되는 나노 탄산칼슘의 입자 크기는 일반적으로 80-120nm입니다. 입자 크기가 너무 크면 강화 효과를 얻을 수 없습니다. 그러나 입자 크기가 너무 작으면 입자 크기와 고무 침투 사이의 접촉 면적이 증가하여 분산을 어렵게 하고 고무 혼합에 영향을 미친다.

수분: 수분 함량은 0.5%보다 높아서는 안 됩니다. 수분 함량이 너무 높으면 가황 시간이 길어져 가황 속도가 증가하지 않습니다.

PH 값: 나노 탄산칼슘의 pH 값은 주로 9.5-10.5에서 제어되어야 하는 가황 속도에 영향을 미칩니다. pH 값이 낮으면 가황 속도가 느려지고 효율이 감소하며 에너지 소비가 증가합니다.

고무에 나노 탄산칼슘을 첨가하면 고무의 강화 효과를 높이고 재료의 노화 방지성, 내유성 및 분산성을 향상시킬 수 있습니다. 일반 경질 칼슘 제품에 비해 나노 탄산 칼슘의 강화 효과는 우수하지만 카본 블랙 및 실리카보다 나쁩니다. 카본블랙과 실리카를 나노탄산칼슘으로 대체하면 재료의 강도가 떨어집니다. 사용량이 너무 많으면 롤러 스틱킹 현상이 발생합니다. 따라서 기술 공식은 합리적인 디버깅과 지속적인 최적화가 필요합니다.

3、접착제에 나노 탄산칼슘 적용

접착제는 주로 베이스 접착제, 경화제, 충전제, 커플링제 및 촉매로 구성됩니다. 중국의 부동산, 포장재, 건축 자재 및 기타 분야의 급속한 발전으로 접착제의 양이 급격히 증가합니다. 나노탄산칼슘은 접착제의 중요한 충전제 중 하나로 가격이 저렴할 뿐만 아니라 접착제와의 상용성이 우수합니다. 그것은 접착제의 가교 과정을 가속화하고 요변성을 개선하며 접착력, 인장 강도 및 보강 효과를 향상시킬 수 있습니다. 현재 폴리실록산 실런트에 나노 탄산칼슘을 적용하는 기술은 비교적 성숙했지만 폴리우레탄 접착제에 대한 적용은 아직 초기 단계입니다. 폴리우레탄 접착제는 접착력과 내노화성이 우수하며, 실리콘에는 없는 표면 코팅성을 가지고 있습니다. 무공해, 우수한 접착력 및 내후성 응용 분야에서 폴리 우레탄 접착제는 명백한 이점이 있습니다.

접착제에 사용되는 나노 탄산칼슘의 주요 기술 요구 사항은 다음과 같습니다.

오일 흡수 값: 오일 흡수 값은 실리콘 고무 제조업체가 세심한주의를 기울이는 지표로 고무에서 나노 탄산 칼슘의 습윤성에 직접적인 영향을 미칩니다. 더 높은 나노 탄산 칼슘은 기계적 특성과 요변성에서 이점이 있지만 점성 콜로이드로 이어지고 더 많은 첨가제를 소비하며 생산 비용이 증가합니다. 다른 제조업체의 제형 시스템에서 나노 탄산 칼슘의 오일 흡수 값 요구 사항은 다르며 상황에 따라 결정해야 합니다.

결정 형태: 일반적으로 입방체 또는 마름모꼴 육면체이며 제품의 기술 요구 사항 및 생산 장비에 적응해야 합니다.

CaCO 3 의 입자 크기가 제어하기에 너무 작으면 콜로이드가 덩어리지기 쉽습니다. 입자 크기가 너무 작으면 콜로이드가 쉽게 응집됩니다.

수분: 수분 함량이 낮을수록 나노 탄산칼슘이 접착제에 더 잘 사용되며 일반적으로 0.5% 미만입니다. 나노탄산칼슘의 수분 함량이 높을수록 표면의 수산기가 증가하고 응집체끼리 뭉치는 경향이 있어 베이스 고무의 작용으로 3차원 네트워크를 형성하여 고무의 점도를 높인다. , 혼합 시간을 연장하고 출력을 줄이며 에너지 소비를 증가시킵니다. 너무 많은 물은 또한 에너지 소비를 증가시킵니다. 첨가제와 반응하여 입자를 생성하여 제품의 분산이 불량하고 입자가 나타납니다. 폴리우레탄 접착제에는 가수분해되기 쉬운 많은 이소시아네이트 라디칼이 있습니다. CO2의 형성은 제품 표면의 기포 현상입니다.

PH 값: 탄산 칼슘은 pH 값이 8-10인 약한 알칼리 염의 일종입니다. 나노 활성 탄산 칼슘의 표면 코팅제는 일반적으로 약한 유기산 또는 유기산염이며 표면에 일정한 중화 효과가 있습니다. 생산 과정에서 탄산 칼슘이 알칼리로 되돌아가는 현상은 매우 일반적입니다. 알칼리가 적절하게 처리되지 않으면 고무 재료의 산 성분과 함께 물이 생성되어 실록산을 가수분해하여 무기 입자를 생성합니다. 제품의 불량한 외관은 기계적 특성에도 영향을 미칩니다.

비표면적: 입자 크기가 60 ~ 100nm로 제어되므로 해당 비표면적은 20 ~ 25m2/g에서 제어되어야 합니다. 비표면적이 너무 크면 보강 효과가 향상되지만 동시에 접착제의 압출 성능이 저하되고 제품의 분산 효과도 영향을 받습니다.

현재 나노 탄산칼슘 시스템에 대한 추가 연구로 나노 탄산칼슘과 같은 나노 접착제 분야에서 동일한 역할을 하지 않을 것입니다.

4、코팅에 나노 탄산 칼슘의 적용

중질탄산칼슘, 경질탄산칼슘 및 나노탄산칼슘은 코팅에 널리 사용됩니다. 중질탄산칼슘 또는 일반 경질칼슘에 비해 나노탄산칼슘은 보강효과가 우수할 뿐만 아니라 피복력, 광택, 투명도, 속건성 및 코팅 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 자동차 코팅 및 건축 코팅과 같은 일부 산업에서 나노 탄산칼슘은 값비싼 이산화티타늄을 부분적으로 또는 완전히 대체하여 기업의 비용을 절감할 수 있습니다.

PVC 플라스티졸 시스템에 사용되는 나노 탄산칼슘의 주요 기술은 다음과 같이 표시됩니다.

오일 흡수 값: 일반적으로 요구 사항이 낮습니다. 오일 흡수 값이 높으면 시스템의 점도가 증가하고 더 많은 가소제가 필요하여 생산 비용이 증가합니다. 그러나 다른 제품에 대한 나노 탄산 칼슘의 오일 흡수 값 요구 사항은 특정 상황에 따라 완전히 동일하지 않습니다. 예를 들어, 일부 고객은 높은 오일 흡수 값, 높은 점도 및 높은 수율 값을 가진 제품을 필요로 합니다.

결정 형태: 일반적으로 입방체

입자 크기: 일반적으로 60-100nm에서 제어됩니다. 입자 크기가 너무 크면 시스템의 점도가 감소하고 기계적 특성이 영향을 받으며 시스템의 요변성이 악화됩니다. 입자 크기가 너무 작으면 나노 탄산칼슘이 심각하게 응집되어 쉽게 분산되지 않고 콜로이드 표면에 구멍이 생깁니다. 동시에 점도와 항복 값이 증가합니다.

위의 기존 검출 지수 외에도 PVC 플라스티졸 시스템에 사용되는 나노 탄산칼슘에는 일부 적용 특성에 대한 특별한 요구 사항이 있습니다.

그것은 우수한 요변성, 즉 높은 전단 담화 및 낮은 전단 농화를 갖는다. 나노 탄산칼슘을 PVC 플라스티졸 시스템에 적용하면 높은 전단율에서 점도가 감소하여 코팅의 흐름에 도움이 됩니다. 그러나 시공 전후의 낮은 전단율 조건에서 점도가 높아져 코팅이 처지는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다.

높은 항복 값으로 코팅은 강도가 좋으며 작은 교란 및 외력 영향을 방지할 수 있습니다.
좋은 품질 안정성.

현재 국내 나노탄산칼슘의 품질안정성은 수입제품에 비해 큰 차이가 있고 일부 좋은 지표는 나타나 유지하기 어려운 실정이다.

5、잉크에 나노 탄산칼슘 적용

잉크는 주로 안료, 바인더, 충전제, 첨가제 등으로 구성됩니다. 개질 된 나노 탄산 칼슘은 바인더와의 상용성이 우수하고 고광택, 강한 안정성, 강한 적응성의 장점이 있으며 잉크 인자에 영향을 미치지 않습니다. 건조 성능. 잉크 품질을 종합적으로 개선하고 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

잉크에 사용되는 나노 탄산칼슘은 고성능이 요구됩니다. 사용 후 잉크는 우수한 분산, 흡수, 투명도, 광택, 우수한 커버력 및 인쇄 적응성을 나타내야 합니다. 분산은 잉크의 광택, 유동성 및 투명도를 결정합니다. 나노 탄산 칼슘의 결정 모양은 주로 입방체이며 입방체의 나노 탄산 칼슘은 오일 흡수 값이 낮으며 유동성이 좋고 분산이 쉬운 것이 특징입니다. 입자 크기는 일반적으로 20 nm 내지 100 nm이고; 유동성은 결정의 모양과 입도와 관련이 있으며, 입방정과 구형 결정은 유동성이 크고, 사슬형은 유동성이 작다. 제조업체는 생산된 잉크 유형에 따라 적절한 나노 탄산칼슘을 선택해야 합니다. 잉크의 광택도의 중요한 지표는 탄산칼슘의 결정체이며 모양은 입도 분포와 관련이 있습니다. 입방체의 나노 탄산 칼슘은 입도 분포가 좁고 잉크 코팅에 질서 정연하게 배열되어 인쇄면이 매끄럽고 광택이 좋습니다. 다른 안료를 추가해야 하기 때문에 백색도 요구 사항이 낮습니다. 백색도가 너무 높으면 착색이 어렵습니다.

잉크 산업에서 나노 탄산칼슘은 중요한 역할을 합니다. 잉크의 품질이 인쇄물의 품질을 결정합니다. 나노탄산칼슘으로 제조된 잉크는 부드럽고 안정적이며 인쇄성이 좋고 커버력이 강합니다.

인쇄 과정에서 잉크 흡수가 잘되어 잉크가 빨리 건조됩니다.

6、제지에서 나노 탄산 칼슘의 응용

제지 산업에서 나노 탄산 칼슘의 응용은 주로 다음과 같은 측면에서 이루어집니다.

종이 충전재로 나노 탄산 칼슘은 작고 균일 한 입자 크기, 장비 마모가 적고 미세하고 균일 한 종이 제품, 작은 입자 크기, 큰 오일 흡수 값 및 비표면적을 가지고있어 안료의 견고성에 도움이됩니다. 좋은 백색도, 고휘도 및 우수한 차광성은 종이의 백색도와 음영을 향상시킬 수 있습니다. 그것은 사용되는 펄프의 양을 절약하고 비용을 줄이며 환경 보호에 도움이 될 수 있습니다.

궐련지에서 나노 탄산칼슘의 첨가량은 약 45%~50%이며, 굴절률이 높고 불투명도가 좋기 때문에 궐련지 내부의 절단된 담배는 외부에서 볼 수 없습니다. 담배가 연소될 때 탄산칼슘에서 방출되는 CO2는 연소 속도를 어느 정도 제어할 수 있지만 연기를 끌 수는 없습니다. 동시에 탄산 칼슘은 연소 후 회분 함량을 매우 잘 유지할 수 있습니다. 종이의 통기성을 높이고 담배의 타르 함량을 줄일 수 있습니다.

고급 화장지, 특히 여성용 제품, 생리대, 기저귀, 기저귀 등 유아용 제품에서 나노 탄산칼슘은 통기성과 내수성이 우수한 폴리에틸렌 필름을 제조하는 데 널리 사용됩니다. 또한 나노탄산칼슘의 입자크기가 작기 때문에 제품이 섬세하고 피부에 자극을 주지 않으며 인체에 감각적 불편함을 일으키지 않습니다.

종이 코팅에 적용. 제지용 충진제와 달리 코팅용 나노탄산칼슘은 주로 슬러리 형태로 수송된다. 장점은 생산 에너지 소비를 절약하고 비용을 절감하며 먼지 및 환경 보호가 없다는 것입니다. 직접 펌핑하여 사용하고 생산 공정을 단순화할 수 있습니다. 나노 탄산 칼슘은 높은 백색도, 큰 비표면적, 높은 활성 및 우수한 보강으로 인해 코팅지의 광택, 백색도, 평활성, 표면 강도 및 잉크 흡수를 향상시킬 수 있습니다.

다른 제품에서는 나노 탄산 칼슘 결정 모양의 요구 사항도 다릅니다. 제지 충전재에 사용되는 경우 주로 스핀들 모양, 사슬 모양 및 구형입니다. 담배 종이에 사용되는 경우 주로 스핀들 모양과 바늘 모양입니다. 종이 코팅에 사용되는 경우 주로 스핀들 모양, 시트 모양 및 입방체입니다.

제지 산업에서 나노 탄산 칼슘의 응용은 여전히 ​​큰 발전 잠재력이 있습니다. 아직 사용과정에서 해결해야 할 기술적 병목 현상과 응용 문제가 많기 때문에 고급 제지용 나노 탄산칼슘 제품은 여전히 ​​수입에 의존하고 있다. 그러나 제지 기술의 지속적인 발전으로 제지 공정이 산성 사이징에서 중성 및 알칼리성 사이징으로 변경되어 제지에서 탄산 칼슘 개발에 좋은 기회를 제공하며 나노 탄산 칼슘의 적용은 더 많이 될 것입니다. 광범위한.

나노 탄산칼슘 산업 체인에는 원료, 생산 및 응용 산업에 관련된 많은 기업이 있습니다. 산업 사슬의 통합을 실현하기 위해서는 관련 기업 간의 기술 교류와 혁신이 매우 중요합니다. 다양한 산업의 수급 수요를 충족하고 시장을 확대해야만 상생의 결과를 얻을 수 있습니다.

출처: 판티구오. 나노 탄산칼슘의 제조 및 적용 [D]. 2018년 후베이공과대학교