[00997604]碳酸钙晶须生产技术

高性能复合材料是新材料发展方向之一，已列入国家高新技术发展纲要中。聚合物复合材料在结构工程中已得到广泛应用，随着力学性能的改善，它的应用领域将不断扩大。重质和轻质碳酸钙作为填充料已大量用于聚合物复合材料中，也大量用于造纸和橡胶工业。研究表明，碳酸钙晶体的晶型，形状和表面改性对复合材料的力学性能有较大的影响。碳酸钙具有三种晶型-方解石(纺锤体或立方体)、文石(针状)、球霞石(球状)。广泛使用的重质(石灰石等)轻质碳酸钙均属方解石型晶体。碳酸钙晶须是文石型，它是一种单晶纤维材料，由于其晶体结构完整，其机械强度近似于原子间价建力的理论强度，远远超过大量使用的各种粒状填充料，同时，又由于晶须具有长径比大的特点，因而也是一种力学性能优良的制备纤维强化复合材料的纤维材料。碳酸钙晶须与市场上的碳化硅晶须和钛酸钾晶须相比，还具有很低成本、白度高、填充量大和生产简便的特点，因而可望广泛推广使用。课题组的研究表明，用碳酸钙晶须充填聚丙烯(PP)时，对体系拉伸强度的改善优于轻质碳酸钙，提高冲击强度高达4倍多。对PP的增强改性效果略好于钛酸钾晶须填充体等。各项性能指标与纳米碳酸钙作填料接近。研究的碳酸钙晶须制备方法有液相法和石灰乳碳化法，然而这些方法操作条件不易控制，大规模生产难度大，有副产物生成难处理。课题组研究的改进碳化法的特点是：①操作易控制，易实现工业化；②无副产物生成；添加剂可返回使用；③原料来源广泛；④产品质量稳定，可实现工业生产。该项目适合在轻质碳酸钙生产厂家，由于除碳化设备有特殊要求外，其余装置和设备都可以留用或共用，因而大大节省上项目的投入。该项目经济效益可观：市售重质碳酸钙2200目-1000元/t，普通轻质碳酸钙400-1200目-260-480元/t，超细轻质碳酸钙2200目-1350元/t，纳米碳酸钙3500元/t。据塑料行业有关人士估计，因碳酸钙晶须填充性能类似纳米碳酸钙，因而其价格在2500-3000元/t是可被接受的。因此如把生产普通轻质碳酸钙的工厂改为生产碳酸钙晶须则产值可提高5-6倍。据课题组公斤级试验估算每生产一吨碳酸钙晶须所增加辅料、能源和新增设备折旧及人员费用约300-400元，故增加的经济效益可为普通轻质碳酸钙的4-5倍。建厂条件：对生产普通轻质碳酸钙的工厂仅新增合成反应器等设备。