中國(guó)粉體網(wǎng)訊 碳酸鈣具有資源廣、毒性和污染性低、白度高、填充量大和價(jià)格低等特點(diǎn) ,在橡膠工業(yè)中應(yīng)用廣泛 ,是橡膠制品主要的淺色填料。
碳酸鈣又分為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣及改性碳酸鈣等，不同的碳酸鈣產(chǎn)品在橡膠制品中所起的作用各不相同，因而其應(yīng)用領(lǐng)域也略有差別。
重質(zhì)碳酸鈣+橡膠
重質(zhì)碳酸鈣是常用的粉狀無(wú)機(jī)填料，具有純度高、惰性大、穩(wěn)定性好、白度高、吸油率和折射率低、分散性好等特點(diǎn)，在橡膠制品中補(bǔ)強(qiáng)效果差，主要起填充作用。
重質(zhì)碳酸鈣硫化膠的力學(xué)性能不及輕質(zhì)碳酸鈣和改性碳酸鈣硫化膠性能好，其硫化膠耐磨性和定伸應(yīng)力也比不上炭黑、陶土或硅酸鹽硫化膠。并且重質(zhì)碳酸鈣粒子的粒徑過(guò)大還會(huì)導(dǎo)致硫化膠的物理機(jī)械性能顯著下降。但是其生產(chǎn)成本較低，在橡膠中與其他補(bǔ)強(qiáng)劑或填充劑一起使用能夠調(diào)整硫化膠的性能并且降低生產(chǎn)成本。
重質(zhì)碳酸鈣廣泛用作天然橡膠、丁苯橡膠、膠乳等的惰性填充劑，適用于制造鞋跟、鞋底、地板、膠管、發(fā)泡制品、模制品和壓出制品等。
輕質(zhì)碳酸鈣+橡膠
輕質(zhì)碳酸鈣粉體具有顆粒形狀規(guī)則、粒度分布較窄、粒徑較小等特點(diǎn)。在橡膠制品中主要用作白色或淺色橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。
輕質(zhì)碳酸鈣具有半補(bǔ)強(qiáng)性，能提高硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度以及耐磨性能，且在高填充下不會(huì)導(dǎo)致過(guò)高的定伸應(yīng)力，在膠料中易分散、不影響硫化。填充輕質(zhì)碳酸鈣的硫化膠物理機(jī)械性能略高于填充重質(zhì)碳酸鈣的硫化膠。
輕質(zhì)碳酸鈣在天然橡膠和合成橡膠膠料中用量很大。在天然橡膠輪胎胎面膠中用量可達(dá)30份，簾布膠中可達(dá)50份，內(nèi)胎膠中可達(dá)60份；膠管中用量可達(dá)50份，膠帶中可達(dá)20份；膠鞋中可達(dá)50份等。
納米碳酸鈣+橡膠
納米碳酸鈣粉體與普通碳酸鈣粉體相比，具有小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，能夠產(chǎn)生普通碳酸鈣不具備的優(yōu)異性能，在橡膠制品中主要起補(bǔ)強(qiáng)、填充、調(diào)色的作用。
納米碳酸鈣活性高，補(bǔ)強(qiáng)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輕質(zhì)碳酸鈣，與沉淀法白炭黑相當(dāng)。納米碳酸鈣在橡膠中有良好的分散性和相容性，可使橡膠易混煉、易分散、能改善膠料的加工性能，提高制品的力學(xué)性能。同時(shí)納米碳酸鈣具有空間立體結(jié)構(gòu)，粒子形態(tài)多樣，研究發(fā)現(xiàn)不同晶型的納米碳酸鈣對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果不一，其中以連鎖狀納米碳酸鈣對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果最好。
值得注意的是，它不但可以作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑單獨(dú)使用，而且可根據(jù)生產(chǎn)需求與其他填充劑配合使用，不但可以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)、填充、改善加工工藝和提高制品性能的作用，還具有增白作用并部分取代白炭黑、鈦白粉等價(jià)格昂貴的白色填料。
橡膠行業(yè)是納米碳酸鈣的主要消費(fèi)大戶，主要應(yīng)用于力車輪胎胎內(nèi)膠和外胎、汽車輪胎內(nèi)胎和外胎特殊部位、膠帶膠管、膠鞋、膠布中。適用于NR、BR、SBR等橡膠體系。
改性碳酸鈣+橡膠
改性碳酸鈣又稱為活性碳酸鈣，是使用表面改性劑對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣、納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性而制得。經(jīng)改性后的碳酸鈣和改性前相比一般具有粒徑小、吸油值低、分散性好、補(bǔ)強(qiáng)性好等特點(diǎn)。
改性碳酸鈣的補(bǔ)強(qiáng)性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于未改性碳酸鈣，其補(bǔ)強(qiáng)性主要是由于表面改性劑是具有兩親基團(tuán)的有機(jī)物，即具有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)，表面改性劑通過(guò)兩個(gè)基團(tuán)將碳酸鈣和橡膠緊密結(jié)合在一起，這有利于提高橡膠的物理機(jī)械性能，改善加工性能，并提高制品的延伸性、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等性能。
填充碳酸鈣硫化膠拉伸斷面SEM
碳酸鈣填充硫化膠切割面SEM
改性碳酸鈣主要應(yīng)用于輪胎、膠管、膠帶、油封和汽車配件等橡膠制品中，適用于NR、NBR、SBR等橡膠。
總結(jié)
碳酸鈣是橡膠工業(yè)用的主要填充補(bǔ)強(qiáng)劑之一。其中重鈣主要作為填充劑使用以降低成本；輕鈣具有半補(bǔ)強(qiáng)性，能夠提升硫化膠的物理機(jī)械性能；納米碳酸鈣和改性碳酸鈣的補(bǔ)強(qiáng)性能優(yōu)越，還具有調(diào)色增白效果，能部分替代價(jià)格昂貴的白炭黑、鈦白粉等。綜合來(lái)看，未來(lái)橡膠用碳酸鈣將逐漸由重鈣或輕鈣向納米碳酸鈣和改性碳酸鈣發(fā)展。
