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碳酸鈣用于橡膠行業(yè)的優(yōu)缺點
來源: 發(fā)布時間:2023-05-31 點擊量:-
納米級碳酸鈣相對于普通微米級碳酸鈣來說,具有小尺寸效應、表面效應、量子效應等特性,從而能夠產生微米級碳酸鈣不具備的優(yōu)異性能。納米級碳酸鈣是納米級粉體材料最早投入工業(yè)化生產的產品,應用于橡膠、塑料、造紙、涂料、膠粘劑和密封材料、醫(yī)藥、食品、汽車、日用化工等行業(yè),不僅具有填充作用,還具有半補強和補強作用。
目前國內外應用納米碳酸鈣的橡膠制品主要有:輪胎、膠鞋、膠管和膠帶、電線電纜、膠輥等;還有橡膠密封制品、減振制品和醫(yī)用及食品用橡膠制品等。對于橡膠來說,碳酸鈣是僅次于碳黑、白碳黑的第三大補強填充劑,具有毒性小、價格低、補強效果好等特點。
一、碳酸鈣的分類
根據加工方法,碳酸鈣分為三大類:活性碳酸鈣、重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣。
種類 | 制備原料 | 制備方法 | 應用 |
輕質碳酸鈣、活性劑、偶聯劑 | 表面處理 | 白色補強填充劑 | |
方解石、石灰石 | 干法或濕法 | 填充劑、著色劑、隔離劑、脫模劑 | |
石灰石、水、二氧化碳 | 沉淀法 | 白色補強填充劑 |
表一碳酸鈣的分類
二、碳酸鈣在橡膠制品中的應用
1、輪胎
用于輪胎的碳酸鈣主要是超細活性碳酸鈣。與炭黑相比,由于超細活性碳酸鈣粒子表面包覆有活性覆蓋層,因此超細活性碳酸鈣與橡膠的親和性好,混煉時易分散,膠料生熱低、扯斷永久變形小、彈性好、具有一定的補強性,且價格較低,常用于替代半補強炭黑或部分替代其它炭黑用于農業(yè)輪胎和輕型載重輪胎簾布膠,載重輪胎內層膠,汽車輪胎內胎膠、墊帶膠和白胎側膠,尤其是力車輪胎(力車輪胎產品包括:自行車內外胎、手推車內外胎、摩托車內外胎、多用途車胎)內胎和外胎膠中,以降低產品成本、改善膠料工藝性能和某些物理性能。
圖一 碳酸鈣在輪胎中的應用
2、膠管和膠帶
用于膠管和膠帶的碳酸鈣是輕質碳酸鈣和超細活性碳酸鈣,其作用一是降低產品成本;二是作為白色補強填充劑,有利于淺色產品的制備和調節(jié)膠料物理性能;三是改善膠料的分散性、粘性,有助于膠料與短纖維填料和骨架材料粘合。輕質碳酸鈣和超細活性碳酸鈣在膠管中一般用于短纖維補強膠管膠、液壓膠管外層膠、普通膠管內層膠、吸引膠管外層膠、風水膠管外層膠及膠管擦布膠等;在膠帶中廣泛用于輸送帶、傳動帶和齒形同步帶的擦布膠和覆蓋膠。
圖二 碳酸鈣在膠管中的應用
3、膠鞋
膠鞋中應用的白色補強填充劑應具備的特性是:較高的白度,以適應不同的色彩要求;一定的補強作用和改善膠料加工性能;價格較低。碳酸鈣,尤其是輕質碳酸鈣和超細活性碳酸鈣完全符合這些要求,因此碳酸鈣在膠鞋中的應用十分廣泛,常與炭黑、白炭黑、鈦白粉、陶土和滑石粉并用作膠鞋各部位的補強填充劑。
圖三 碳酸鈣在膠鞋中的應用
4、電線電纜
碳酸鈣一般與白炭黑、LEE白滑粉和陶土等并用作電線電纜,包括軟硬電線電纜、阻燃電線電纜、高低壓電線電纜、絕緣電線電纜和礦用電線電纜等的白色補強填充劑。在聚丙烯酸酯橡膠(ACM)、氯化聚乙烯(CM)等作主體材料的電線電纜中,碳酸鈣除作補強填充劑外,還起穩(wěn)定劑作用,即降低膠料酸性和吸收加工過程中產生的氯化氫氣體,避免膠料出現硫化延遲和硫化返原現象。
圖四 碳酸鈣在電線中的應用
5、橡膠密封制品
在橡膠密封制品中,碳酸鈣主要用于擠出(海綿)密封條,其作用是:作補強填充劑,改善膠料的擠出工藝性能,使擠出密封條表面光滑;作干燥劑,吸收膠料中的水分,保證膠料的發(fā)泡率和擠出收縮率。
圖五 碳酸鈣在橡膠密封制品中的應用
6、其它
由于碳酸鈣補強的膠料具有強度高、自粘性和彈性好、無毒性、成本低的特點,因此常將碳酸鈣與炭黑、白炭黑等并用作膠輥、膠布、橡膠水壩、膠囊制品、醫(yī)用和食品用橡膠制品、海綿橡膠制品、減震橡膠制品等的補強填充劑。
隨著人們生活水平的提高,橡膠制品的用途越來越廣,色彩也越來越豐富,充分利用超細活性碳酸鈣和輕質碳酸鈣白度高和補強性較好的特點,擴展超細活性碳酸鈣和輕質碳酸鈣在艷色橡膠制品中的應用,也是擴大碳酸鈣應用的有效途徑。
碳酸鈣,尤其是超細活性碳酸鈣已成為性能較好、白度高和價格較低的橡膠通用補強填充劑,隨著我國橡膠工業(yè)產品向品種齊全、用途廣泛和色彩豐富方向發(fā)展,其應用將更加廣泛。