• 19 Aug, 2022
• Por EPIC Powder
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Aplicación e investigación del carbonato de calcio en el campo de nuevos materiales

revestimiento

En los últimos años, con el fortalecimiento continuo de las normas nacionales de protección ambiental, el desarrollo de recubrimientos a base de agua, recubrimientos en polvo, recubrimientos con alto contenido de sólidos, recubrimientos inorgánicos y otros recubrimientos ecológicos para la protección del medio ambiente y el uso de materias primas han recibido cada vez más atención. .

En el campo de los recubrimientos en polvo, a medida que la Unión Europea comenzó a incluir el sulfato de bario en el alcance de la detección de metales pesados, el uso de sulfato de bario en campos como automóviles, materiales de construcción, envases de alimentos y juguetes para niños se ha restringido en gran medida. Por lo tanto, el carbonato de calcio es un buen sustituto de una materia prima más verde y respetuosa con el medio ambiente.

En cuanto a los recubrimientos a base de agua, también se favorece la investigación de aplicaciones de carbonato de calcio. El carbonato de calcio nano preparado por Liu Yaxiong y otros puede reemplazar del 20% al 30% del dióxido de titanio y el 100% del carbonato de calcio ligero cuando se usa en recubrimientos a base de agua. La relación de contraste de los recubrimientos a base de agua, la resistencia al frote, la resistencia a los álcalis, la resistencia al agua, el rendimiento del envejecimiento y otros indicadores mejoran en más del 50 %.

En términos de recubrimientos funcionales, Huang Xingjia y otros han desarrollado un método de construcción y recubrimiento ignífugo de túnel de reflexión difusa. Entre ellos, se rellena el 5% de dióxido de titanio, el 8% de litopón u óxido de zinc y el 43% de carbonato de calcio pesado. Este producto de revestimiento puede proporcionar iluminación calificada para túneles al mismo tiempo que reduce los costos operativos. Con la premisa de no aumentar las lámparas originales en el túnel, la pared del túnel se usa para reflejar la luz repetidamente para mejorar efectivamente el brillo en el túnel. Efecto.

En general, el carbonato de calcio puede cumplir con los requisitos funcionales en los productos de recubrimiento funcional y, al mismo tiempo, tiene el efecto de un alto nivel de llenado y reduce en gran medida el costo.

papel de piedra

El papel piedra, también conocido como papel compuesto, utiliza carbonato de calcio como materia prima principal y resina polimérica y otros aditivos como materiales auxiliares. El papel st no requiere agua ni pulpa de madera en el proceso de producción, ni genera gases residuales, aguas residuales y otros desechos nocivos, que pueden ahorrar recursos y proteger el medio ambiente. El papel de piedra en sí es estable y no se corroe con agua, aceite y productos químicos, y se blanquea sin agregar agua ni reactivos químicos durante el proceso de producción, lo que resuelve el problema de contaminación desde la raíz.

El proceso principal del papel de piedra es moler el mineral en polvo ultrafino de malla 1500~2500; luego, aproximadamente el 80 % del carbonato de calcio y aproximadamente el 20 % de la resina y los aditivos se convierten en un lote maestro mediante un mezclador interno y una extrusora; finalmente, por película soplada o equipo de calandrado.

Se entiende que la tecnología de fabricación de papel de piedra de Jintai Hengsheng Paper se encuentra en una posición de liderazgo en China. El papel grueso a base de piedra eco-frie por encima de las micras. El papel a base de piedra producido por este proceso de producción tiene una buena resistencia a la tracción longitudinal y los productos se utilizan principalmente para papel estucado, etiquetas, tarjetas, cartones, cartones, bolsos, bolsas de embalaje, papel postal, etc.

Según Li Gang, director del departamento técnico de Jintai Hengsheng Paper Industry: "La llamada 'fabricación de papel con piedra' consiste en moler polvo de piedra en polvo de piedra a nanoescala de malla 1200 y combinarlo con plástico. Por cada 100 kilogramos de materia prima materiales, se puede agregar polvo de piedra al 65%". Las ventajas son a prueba de humedad, impermeable y anticorrosión; en segundo lugar, tiene buena resistencia al plegado, fuerte resistencia al impacto y resistencia a bajas temperaturas; tiene una amplia gama de aplicaciones, como el transporte de productos refrigerados, el envasado de frutas y la sustitución del papel de pulpa de madera más tradicional.

sellador

El sellador de silicona es un nuevo tipo de material de sellado de polímero. Debido a su "estructura de silicio-oxígeno" y "grupo orgánico", está dotado de una excelente resistencia a los rayos UV, resistencia a altas y bajas temperaturas y alta resistencia a la humedad. Además, el sellador de silicona tiene un buen efecto adhesivo sobre el metal, el vidrio, la cerámica, los plásticos y otros sustratos, y se usa ampliamente en aparatos electrónicos, iluminación, energía fotovoltaica, tránsito ferroviario, construcción y otras industrias.

Por ejemplo, en la aplicación práctica, el adhesivo fotovoltaico debe construirse en una fachada vertical. Se requiere que el sellador no se arrastre, no fluya y tenga un pequeño hundimiento, por lo que debe tener buena tixotropía, de lo contrario contaminará fácilmente la superficie del objeto a adherir y lo desperdiciará. pegamento. La tixotropía es un fenómeno reológico en el que la viscosidad y la cizalladura de un sistema dispersivo cambian con el tiempo. Carbonato de calcio nano modificado, la superficie está recubierta con sustancias orgánicas, lo que mejora en gran medida la compatibilidad y la humectabilidad con materiales orgánicos, y mejora efectivamente la tixotropíade productos adhesivos fotovoltaicos. Problemas como baja resistencia y mala tixotropía.

material de fricción

Con el avance de la ciencia y la tecnología, los requisitos de las personas para los materiales de fricción son cada vez más altos, no solo una buena transmisión mecánica y rendimiento de frenado, sino también nuevas actividades para la protección del medio ambiente y la comodidad del usuario. Los materiales ordinarios generalmente tienen defectos como límites de grano, dislocaciones y agujeros, mientras que los bigotes no tienen estos defectos y su disposición atómica está muy ordenada.

Los bigotes de carbonato de calcio tienen propiedades de alta resistencia al desgaste, resistencia al calor, recesión térmica y buena recuperación térmica. Además, las fibras de carbonato de calcio son ricas en fuentes, económicas y respetuosas con el medio ambiente, y pueden mejorar en gran medida las propiedades mecánicas de los materiales de fricción. Es un material que mejora la fricción con amplias perspectivas de aplicación.

Li Yuhong et al. preparó materiales de fricción reforzados con diferentes contenidos de fibras de carbonato de calcio mediante prensado en seco y en caliente y estudió el efecto del contenido de fibras de carbonato de calcio en las propiedades de fricción, propiedades de desgaste, propiedades físicas y propiedades mecánicas de los materiales de fricción. Los resultados muestran que la adición de una cantidad adecuada de filamentos de carbonato de calcio ayuda a mejorar las propiedades de fricción y desgaste y las propiedades mecánicas del material. Cuando la fracción de masa de los filamentos de carbonato de calcio es del 12%, el coeficiente de fricción promedio, la tasa de desgaste promedio, la resistencia al impacto promedio y la dureza Rockwell han mejorado considerablemente.

Materiales de construcción de PVC

En los últimos años, el cloruro de polivinilo (PVC) se ha convertido en un material de decoración de interiores de edificios emergente, y varias láminas, tuberías, placas, películas blandas y perfiles se utilizan ampliamente en la industria de la construcción. Sin embargo, la fuerza, la tenacidad, la resistencia al desgaste, la hidrofobicidad y la colorabilidad de los materiales de PVC suelen ser difíciles de tener en cuenta. Por lo tanto, el tratamiento de modificación se ha convertido en la "única forma" para los materiales de PVC.

Ahora, hay muchas formas de modificar los materiales de PVC. Por ejemplo, PVC modificado con elastómero y PVC modificado con partículas rígidas en la modificación física; modificación de copolimerización, modificación de reticulación, modificación de injerto, modificación de cloración, etc. en modificación química.

Entre ellos, la modificación de partículas rígidas es agregar partículas rígidas como metacrilato de polimetilo, poliestireno, estireno-acrilonitrilo, nano-CaCO3, nano-SiO2, caolín ultrafino, montmorillonita, Yunlin a la matriz para aumentar el polímero La rigidez del cloruro de vinilo . En aplicaciones prácticas, el carbonato de calcio puede mejorar el módulo elástico del PVC y reducir el coeficiente de expansión térmica y la tasa de contracción del PVC. Además, el PVC modificado con carbonato de calcio con diferentes morfologías tiene diferentes características y puede ser adecuado para varios escenarios de aplicación.

Dong Dongdong et al. preparó cinco morfologías diferentes de partículas de carbonato de calcio mediante el método de cloración: escamas, rombos, varillas, esferas y cubos, y estudió el efecto de diferentes morfologías de partículas de carbonato de calcio en las propiedades mecánicas de películas blandas de cloruro de polivinilo (PVC). Impacto. Los resultados muestran que el carbonato de calcio con diferentes morfologías puede mejorar las propiedades mecánicas de las películas de PVC, y la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura de las películas de PVC mejoran significativamente. Entre ellos, el carbonato de calcio en forma de barra tiene el mejor efecto para mejorar las propiedades mecánicas de las películas de PVC.

Masterbatch de relleno funcional

El masterbatch funcional de carbonato de calcio es una tecnología altamente compatible con el polvo de carbonato de calcio con resina polimérica sintética. En la actualidad, los productos masterbatch de plástico de carbonato de calcio con altas tasas de llenado están posicionados para reemplazar las materias primas plásticas tradicionales y reducir en gran medida el consumo de recursos petrolíferos y forestales. Por ejemplo, se convierte en la materia prima para la producción de plásticos de grado de película y de moldeo por soplado hueco.

A juzgar por la situación de desarrollo actual, los principales contenidos de investigación de sus productos y tecnologías incluyen investigación sobre masterbatch de carbonato de calcio de alto relleno con función de degradación (carbonato de calcio ≥ 75%); proceso de extrusión compuesto, estructura de tornillo y método de composición; Tiene una función de degradación controlable; realizar automatización, inteligencia, integración de línea de producción de masterbatch sin polvo, etc.

En 2019, Guangzhou Stone Manufacturing Environmental Protection Technology Co., Ltd. completó el "desarrollo de masterbatches de carbonato de calcio altamente degradables", y los productos desarrollados en este proyecto lograron varias innovaciones. Por ejemplo, al mezclar uniformemente una variedad de materiales poliméricos con polvos inorgánicos, en aplicaciones de películas, el contenido de carbonato de calcio en el material final de la película puede ser superior al 50 % y las propiedades mecánicas aún pueden cumplir con los requisitos de la norma nacional; el scorLa estructura del equipo de extrusión se puede modificar y recombinar, adecuada para extruir y granular materiales de alto relleno de carbonato de calcio, mejorando la dispersión y el efecto de mezcla; el masterbatch tiene propiedades de protección ambiental e integra varias tecnologías de degradación como la fotodegradación y la degradación termooxidativa en el masterbatch de plástico de piedra "hecho en piedra". sobre materiales granulares modificados.

En julio de 2021, Lianzhou Cairns Nanomaterials Co., Ltd. anunció un masterbatch de nanocarbonato de calcio, su método de preparación y la aplicación de tecnología patentada para el fortalecimiento y endurecimiento de UPVC. Entre ellos, el masterbatch de carbonato de nano-calcio está hecho de carbonato de nano-calcio modificado con recubrimiento, resina de PVC, estabilizador compuesto de calcio-zinc, prepolímero de poliuretano, poliol de politetrahidrofurano, lubricante y elastómero de copolímero de etilenvinilacetato. Las materias primas se mezclan uniformemente en lotes y luego se extruyen y granulan mediante una extrusora de doble tornillo para obtener un masterbatch de nanocarbonato de calcio. El masterbatch de carbonato de calcio nano preparado por esta tecnología tiene buena compatibilidad con PVC y buena estabilidad térmica. , ACR y otros agentes endurecedores, son adecuados para aplicaciones industriales.

granito artificial

El granito artificial es un perfil de proceso formado por prensado de mármol, polvo de piedra, aglutinante y otras materias primas en materiales cuadrados de gran tamaño bajo un vacío extremadamente alto, y luego curado y reprocesado a temperatura ambiente. Este tipo de piedra no es fácil de deformar, tiene un tamaño preciso, un color brillante, un acabado alto, se puede restaurar muchas veces y protege el medio ambiente y no tiene radiación.

En los últimos años, la producción de granito artificial ha logrado entregas a corto plazo, reciclaje y eliminación de gases residuales, reciclaje de aguas residuales, digestión de residuos y tecnología de reciclaje de desechos, ocupando un lugar en el campo de los nuevos materiales ecológicos.

En agosto de 2021, Guangdong Baoyun Stone Industry Co., Ltd. anunció una tecnología de preparación de granito artificial que imita las grietas naturales. Las materias primas incluyen arena gruesa de carbonato de calcio, polvo de carbonato de calcio ultrafino, resina de poliéster insaturada, tóner, dióxido de titanio y varios aditivos. Después de la modificación del ácido compuesto y el tratamiento con agentes auxiliares, se reduce el agrietamiento de la piedra artificial en el proceso de producción y se reduce la tasa de defectos de los productos de piedra artificial. La máquina de moldeo por vibración de piedra hace vibrar los materiales auxiliares y el carbonato de calcio en el molde en productos de piedra artificial con grietas naturales de imitación.

En julio de 2021, el Instituto de Ingeniería de Procesos de la Academia de Ciencias de China anunció un método para preparar materiales funcionales de carbonato de calcio a partir de desechos de granito artificial. Utilice residuos de granito artificial como materia prima, elimine las impurezas a través de una pantalla vibratoria lineal o una pantalla vibratoria rotativa y use un ciclón con un diámetro de 10 a 200 mm para la separación. Uno o más estearato de sodio, agente de acoplamiento de titanato, agente de acoplamiento de aluminato, agente de acoplamiento de aluminato de circonio y agente de acoplamiento de silano) para modificar la superficie del material y luego deshidratarlo. Después del secado y clasificación, se obtiene el material funcional de carbonato de calcio. Los materiales funcionales de carbonato de calcio preparados por esta tecnología se pueden utilizar en los campos de rellenos de películas transpirables, rellenos de revestimiento, rellenos de masterbatch de plástico, rellenos de tinta y fabricación de papel de alta gama.

Epílogo

En la actualidad, la aplicación del carbonato de calcio en el campo de los nuevos materiales se sigue basando en “aplicaciones tradicionales”. Los materiales tradicionales se han convertido en materiales nuevos y el polvo de calcio no ha sido "rechazado". Su valor en la industria de nuevos materiales radica en su alta tasa de llenado y amplia universalidad.
 
En la actualidad, el carbonato de calcio doméstico ha logrado ciertos resultados en el control ultrafino, de modificación y de morfología, lo que conduce al desarrollo de carbonato de calcio de alto valor. Además, la producción verde de calcio pesado y calcio ligero ha avanzado mucho, lo que supone una ventaja incomparable para muchos materiales de alta gama que aún no han sido industrializados o carecían de capacidad de producción.