一、PVC樹脂的優勢

PVC是(shi)目前(qian)非石(shi)(shi)(shi)油(you)原料的塑料品種(zhong)，也是(shi)采用無機材料合(he)成(cheng)的有(you)機聚(ju)合(he)物，電(dian)石(shi)(shi)(shi)法PVC采用鹽礦電(dian)解(jie)產(chan)生(sheng)氯氣、采用石(shi)(shi)(shi)灰石(shi)(shi)(shi)經電(dian)石(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)乙(yi)(yi)(yi)炔，合(he)成(cheng)氯乙(yi)(yi)(yi)烯單(dan)體合(he)成(cheng)聚(ju)氯乙(yi)(yi)(yi)烯樹(shu)脂。排(pai)除生(sheng)產(chan)過程的碳排(pai)放(fang)，單(dan)純的PVC樹(shu)脂具有(you)明顯的低(di)碳排(pai)放(fang)效應(ying)。

PVC還(huan)有(you)容(rong)易改(gai)性(xing)(xing)和成(cheng)本低的(de)優勢(shi)，尤(you)其是(shi)可以添加大量的(de)無機粉體(ti)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣。以前我(wo)們都是(shi)隨意選(xuan)取一個(ge)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣品(pin)(pin)種就(jiu)添加，但是(shi)不(bu)同(tong)(tong)的(de)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣品(pin)(pin)種、不(bu)同(tong)(tong)的(de)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣粒度核分布、不(bu)同(tong)(tong)的(de)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣表面處理程(cheng)度都很大影響PVC制(zhi)品(pin)(pin)的(de)性(xing)(xing)能，如何選(xuan)擇好正(zheng)確的(de)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣即(ji)降(jiang)低PVC制(zhi)品(pin)(pin)的(de)成(cheng)本、又可以改(gai)性(xing)(xing)PVC制(zhi)品(pin)(pin)的(de)性(xing)(xing)能，就(jiu)是(shi)要研究的(de)內容(rong)。

二、碳酸鈣的優勢

依(yi)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)的來源不同，可將碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)分為重質碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)、輕質碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)和生物碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)三大(da)類(lei)。

重質碳(tan)酸(suan)鈣用天然(ran)方(fang)解石、大(da)理(li)石、白云(yun)石、石灰石等原礦經過(guo)選礦、清洗、破碎、研磨或再研磨、表面處理(li)等工序而制成。

輕(qing)質(zhi)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)是用化學加工方法制(zhi)得的。它(ta)以石灰石為原料經煅燒、消化、碳(tan)(tan)化等(deng)化學過程制(zhi)成(cheng)(cheng)，優(you)點為組成(cheng)(cheng)比較均(jun)一、雜質(zhi)含量(liang)低、堆積密度小、粒度比較細（2500目左右）、粒徑分布(bu)均(jun)勻性(xing)高。輕(qing)質(zhi)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)的又稱為沉(chen)淀碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)、沉(chen)降碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)、膠質(zhi)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)、活(huo)性(xing)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)，因其堆積密度明顯低于重(zhong)質(zhi)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)而得名，但制(zhi)成(cheng)(cheng)塑料填充復合制(zhi)品的密度不一定低。

生(sheng)(sheng)(sheng)物碳(tan)(tan)酸(suan)鈣由(you)蛋(dan)殼、珊瑚、貝殼、珍(zhen)珠層等未經燒(shao)結的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物原料經清洗、粉(fen)碎、過篩而成，主(zhu)要包括貝殼殼粉(fen)和牡(mu)蠣(li)殼粉(fen)兩類，碳(tan)(tan)酸(suan)鈣含量97%左右，其(qi)余為(wei)有(you)機質，并(bing)以氨基酸(suan)為(wei)主(zhu)。與(yu)礦(kuang)物碳(tan)(tan)酸(suan)鈣相比，其(qi)優點為(wei)資源可以循環再生(sheng)(sheng)(sheng)，生(sheng)(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)(sheng)存過程吸收二氧化碳(tan)(tan)，并(bing)將二氧化碳(tan)(tan)固化，因此具有(you)低碳(tan)(tan)性能。

碳酸(suan)(suan)鈣(gai)具有(you)價格低(di)廉(lian)、來源、成(cheng)份穩定(ding)、無毒無味、色澤白、易(yi)著色、硬(ying)度(du)(du)低(di)、易(yi)干燥、易(yi)細化(hua)、易(yi)分散、易(yi)表(biao)面處(chu)理、不磨損(sun)設備、化(hua)學穩定(ding)性高等優點(dian)，目前(qian)已經成(cheng)為(wei)用量、用途廣(guang)的大類無機填料。我國的碳酸(suan)(suan)鈣(gai)分布很(hen)，很(hen)多地區如(ru)遼寧海城、四川(chuan)雅(ya)安、廣(guang)西河池和(he)賀州、湖北恩(en)施、安徽池州等都盛產碳酸(suan)(suan)鈣(gai)，國外如(ru)越南、印度(du)(du)、土耳其的碳酸(suan)(suan)鈣(gai)也都很(hen)好(hao)。

   2016年中(zhong)國塑料行業(ye)用碳酸(suan)(suan)鈣為(wei)800萬噸左右，其中(zhong)輕質碳酸(suan)(suan)鈣占到30%左右。這(zhe)些碳酸(suan)(suan)鈣可以代替800萬噸樹脂，代替1500萬噸石油(you)，具有(you)十分(fen)的低碳環(huan)保(bao)價(jia)值。

 碳酸鈣看起來(lai)很簡單，其實應用起來(lai)有很多訣竅，而且研究(jiu)得越(yue)(yue)透徹，做出來(lai)的制(zhi)品性價比越(yue)(yue)好，可以為企業創造(zao)出更高的經濟效益。

三(san)、碳酸(suan)鈣在(zai)PVC發(fa)泡板材中應(ying)用

對于(yu)PVC發(fa)泡(pao)板材而言，碳(tan)酸(suan)鈣(gai)填充是否(fou)影響(xiang)發(fa)泡(pao)性能發(fa)揮(hui)十分(fen)復雜，主要取決于(yu)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)尺(chi)寸(cun)、添加(jia)量(liang)、分(fen)散性和含(han)水量(liang)，如果碳(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)這些因素使用得(de)當(dang)就可以促進發(fa)泡(pao)，反之會嚴(yan)重影響(xiang)發(fa)泡(pao)。

碳(tan)酸鈣可以(yi)正面(mian)促進(jin)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)的(de)原因(yin)兩個(ge)：一是碳(tan)酸鈣可以(yi)作為成(cheng)(cheng)核(he)劑，吸(xi)附發(fa)泡(pao)(pao)(pao)氣(qi)體(ti)形成(cheng)(cheng)氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)核(he)，控(kong)制泡(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)的(de)數量，使PVC泡(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)更細；二是碳(tan)酸鈣可以(yi)改(gai)善(shan)PVC的(de)熔(rong)體(ti)性(xing)能，自身剛(gang)性(xing)比(bi)較(jiao)大的(de)碳(tan)酸鈣可以(yi)減(jian)緩熔(rong)體(ti)變形和(he)移動能力(li)，從而可以(yi)泡(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)過(guo)快(kuai)膨脹，控(kong)制泡(pao)(pao)(pao)孔(kong)(kong)尺寸更細。但是并不是所有的(de)碳(tan)酸鈣都可以(yi)促進(jin)PVC發(fa)泡(pao)(pao)(pao)，碳(tan)酸鈣必須如(ru)下得當的(de)條件才能促進(jin)發(fa)泡(pao)(pao)(pao)。碳(tan)酸鈣如(ru)何(he)選擇和(he)處理才算得當？具體(ti)要看(kan)碳(tan)酸鈣的(de)下列因(yin)素如(ru)何(he)控(kong)制？

1、碳酸鈣特性的(de)選擇

碳酸(suan)鈣的尺寸(cun)(cun)  碳酸(suan)鈣粒(li)徑大(da)小(xiao)與發泡(pao)劑匹(pi)配(pei)時就(jiu)可(ke)(ke)以起(qi)到(dao)成核劑的作用，對于(yu)(yu)發泡(pao)會起(qi)到(dao)正面(mian)作用，具體(ti)合適的尺寸(cun)(cun)為小(xiao)于(yu)(yu)5μm、大(da)于(yu)(yu)不(bu)團聚的尺寸(cun)(cun)1.5μm。如果無機粉體(ti)的粒(li)度(du)大(da)于(yu)(yu)10μm，或者(zhe)太(tai)細導致自身團聚起(qi)不(bu)導成核劑作用，對于(yu)(yu)發泡(pao)就(jiu)有一(yi)定負面(mian)影響。本人建議(yi)選(xuan)擇3000目(mu)（4μm）碳酸(suan)鈣，這(zhe)個尺寸(cun)(cun)既可(ke)(ke)以保證(zheng)尺寸(cun)(cun)不(bu)大(da)于(yu)(yu)5μm、又(you)可(ke)(ke)以保證(zheng)不(bu)團聚。

碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)加(jia)(jia)入量  適(shi)宜的(de)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)加(jia)(jia)入量可以促進發(fa)泡(pao)質量，一般建議(yi)填(tian)充量為10%-20%。碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)加(jia)(jia)入量太低(di)，熔(rong)(rong)體(ti)中(zhong)形(xing)成不了足夠的(de)的(de)成核點(dian)，造成發(fa)泡(pao)倍(bei)率(lv)偏低(di)；碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)加(jia)(jia)入量太高，是可以形(xing)成很多成核點(dian)，但(dan)是填(tian)充過大熔(rong)(rong)體(ti)強(qiang)大太低(di)，導致過多破泡(pao)，也同樣降低(di)發(fa)泡(pao)倍(bei)率(lv)。

碳(tan)(tan)酸鈣(gai)分散性(xing)  如果無(wu)機粉(fen)(fen)體(ti)在樹脂中(zhong)分散很均(jun)(jun)勻(yun)，就(jiu)(jiu)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)沒有團聚現象出現，保(bao)證(zheng)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)尺(chi)寸(cun)在5μm尺(chi)寸(cun)就(jiu)(jiu)可(ke)以(yi)稱為(wei)成(cheng)(cheng)核劑(ji)(ji)，就(jiu)(jiu)不(bu)影響發(fa)(fa)泡(pao)成(cheng)(cheng)型(xing)。保(bao)證(zheng)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)分散性(xing)的(de)方(fang)法為(wei)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)表(biao)(biao)(biao)面處(chu)理(li)(li)(li)(li)，如果無(wu)機粉(fen)(fen)體(ti)表(biao)(biao)(biao)面處(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)徹底，完全改(gai)變了(le)原來的(de)親(qin)水性(xing)為(wei)親(qin)油(you)性(xing)，就(jiu)(jiu)可(ke)以(yi)不(bu)影響發(fa)(fa)泡(pao)成(cheng)(cheng)型(xing)。具(ju)體(ti)表(biao)(biao)(biao)面處(chu)理(li)(li)(li)(li)方(fang)式可(ke)以(yi)采用雙(shuang)親(qin)處(chu)理(li)(li)(li)(li)方(fang)式，即用鋁酸酯(zhi)偶聯劑(ji)(ji)/多(duo)元醇表(biao)(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)(ji)雙(shuang)重處(chu)理(li)(li)(li)(li)，或者選擇鋁鈦(tai)酸酯(zhi)偶聯劑(ji)(ji)處(chu)理(li)(li)(li)(li)。保(bao)證(zheng)碳(tan)(tan)酸鈣(gai)分散性(xing)的(de)辦法一個是(shi)尺(chi)寸(cun)合適，另一個就(jiu)(jiu)是(shi)表(biao)(biao)(biao)面偶聯劑(ji)(ji)包(bao)覆處(chu)理(li)(li)(li)(li)。如果碳(tan)(tan)酸鈣(gai)表(biao)(biao)(biao)面包(bao)覆處(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)不(bu)徹底，就(jiu)(jiu)會造(zao)成(cheng)(cheng)分散不(bu)均(jun)(jun)勻(yun)，導(dao)致細粉(fen)(fen)體(ti)團聚成(cheng)(cheng)較大(da)的(de)顆粒(li)，由于碳(tan)(tan)酸鈣(gai)的(de)導(dao)熱(re)系(xi)數(shu)遠遠大(da)于樹脂，從而在熔體(ti)中(zhong)開始吸收(shou)熱(re)量形成(cheng)(cheng)局部(bu)過熱(re)點，降低了(le)過熱(re)點附近熔體(ti)的(de)強(qiang)度。發(fa)(fa)泡(pao)劑(ji)(ji)過早分解(jie)，導(dao)致制品還未(wei)到(dao)達冷卻區域(yu)提前(qian)發(fa)(fa)泡(pao)，造(zao)成(cheng)(cheng)制品表(biao)(biao)(biao)面未(wei)結皮或者結皮不(bu)良。

碳酸鈣含水量(liang)  如果無(wu)機粉(fen)體的(de)含水量(liang)小于0.5%，填充(chong)基本不影響發泡成(cheng)型。

結論：選擇3000目左右的碳酸(suan)鈣，加(jia)入量(liang)控制在10%-20%，保證在PVC中分散均勻，就算碳酸(suan)鈣使用得當(dang)，就可以促進PVC發泡質量(liang)提高(gao)。

2、碳酸鈣(gai)品種的(de)選擇

碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)的(de)特性(xing)要求已經選(xuan)擇好，面對(dui)眾多碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)品種如何選(xuan)擇？在上述各類碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)品種中(zhong)，PVC傾向(xiang)于選(xuan)擇輕質碳(tan)(tan)酸(suan)鈣(gai)，具體的(de)原因如下。

協(xie)助穩定：輕質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)的(de)PH值高為9-10，而重質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)的(de)PH值為8-9，因此輕質(zhi)碳(tan)酸鈣(gai)的(de)堿性更強，可以(yi)大量吸收PVC分解(jie)產生的(de)HCL，輔(fu)助熱穩定劑起到熱穩定作用。

粒度(du)(du)優勢：輕質碳酸鈣的(de)自身粒度(du)(du)比較細，一般(ban)輕松可(ke)以達到2500目作用，這類粒度(du)(du)正是PVC需要的(de)，可(ke)以滿足PVC管(guan)材和(he)型材的(de)性能需要。而重質碳酸鈣只是近(jin)10年才可(ke)以達到這個粒度(du)(du)，因(yin)為使用習慣在(zai)逐漸選擇重質碳酸鈣。

消除(chu)色光(guang)：PVC制品一(yi)般含有(you)黃(huang)色色光(guang)，而輕質碳碳酸鈣(gai)含有(you)藍色色光(guang)，加入正(zheng)好可以(yi)消除(chu)黃(huang)色色光(guang)。

改善韌性：輕質(zhi)碳(tan)酸鈣對(dui)(dui)PVC制品的沖擊強(qiang)度改性有(you)利，而重質(zhi)碳(tan)酸鈣對(dui)(dui)拉伸強(qiang)度的貢獻突出。

但(dan)是目前(qian)因為重質(zhi)碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)的(de)粒度(du)已(yi)經可以(yi)達到納米級別，PVC選(xuan)擇(ze)重質(zhi)碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)和(he)輕質(zhi)碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)都可以(yi)，考慮到兩(liang)種(zhong)碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)在改性貢獻的(de)測重點不同，往(wang)往(wang)選(xuan)擇(ze)兩(liang)種(zhong)復合使用，一般(ban)選(xuan)擇(ze)大方(fang)解(jie)石重質(zhi)碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)/輕質(zhi)碳(tan)(tan)(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)3/1比例，可以(yi)兼顧PVC的(de)拉伸(shen)強(qiang)度(du)和(he)沖擊強(qiang)度(du)。

對(dui)于重質(zhi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)和輕(qing)質(zhi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)而言，在配方(fang)(fang)設計上稍(shao)有不同。對(dui)與(yu)選(xuan)用輕(qing)質(zhi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)PVC配方(fang)(fang)：輕(qing)質(zhi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)可(ke)(ke)以促(cu)進PVC的(de)熱穩定性，因此配方(fang)(fang)可(ke)(ke)以相(xiang)應減少穩定劑(ji)(ji)含量；輕(qing)質(zhi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)對(dui)沖擊(ji)強度有利，可(ke)(ke)以相(xiang)應減少增(zeng)(zeng)韌劑(ji)(ji)用量；輕(qing)質(zhi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)吸油值(zhi)比較高，需要相(xiang)應增(zeng)(zeng)加(jia)小分子助(zhu)劑(ji)(ji)如(ru)偶聯劑(ji)(ji)、潤滑劑(ji)(ji)、分散劑(ji)(ji)的(de)用量。對(dui)于選(xuan)擇(ze)重質(zhi)碳酸(suan)(suan)(suan)鈣(gai)的(de)配方(fang)(fang)，正好相(xiang)反。