中國粉體網訊 2021年6月29-30日，由中國粉體網主辦的“2021全國碳酸鈣產業高值化發展交流大會”在安徽池州隆重召開，期間我們邀請到深圳市高分子行業協會王文廣教授級高工做客“對話”欄目，進行視頻訪談，圍繞碳酸鈣填充母料的優勢、設計、應用現狀等進行了探討交流。
王文廣教授級高工
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粉體網：王教授，首先請問碳酸鈣作為填充母料填料的優勢有哪些？
王教授：主要有三大優勢。第一，防止粉塵污染環境。自己用碳酸鈣粉末生產時有粉塵污染，而現在環保壓力大，碳酸鈣填充母料可有效防止粉塵污染。第二，促進粉體分散更加均勻。企業自己添加碳酸鈣時，可能在產品中分散不開，而做成母料時，已預分散。第三，提高粉體與基體的相容性。直接添加碳酸鈣，同聚乙烯的相容性要差，這樣會大大降低產品的強度。做成母料時，已添加相容成分，所以對強度影響小，甚至可以提高強度。
粉體網：王教授，填充母料配方設計包括哪些方面的設計？
王教授：概括而言，涵蓋六大板塊。第一大板塊是功能板塊，就是母料里要有什么功能，關鍵是用什么粉體。第二是成型板塊。母料是把粉體變成顆粒，使其成型。第三是分散板塊，要分散均勻。第四是相容板塊。第五是穩定板塊，因為聚乙烯載體在加工過程中分解太大會影響強度。第六是美觀板塊，使產品美觀一些，便于出售。
粉體網：王教授，對于功能組分設計，該如何選擇無機粉體？碳酸鈣在母料配方中應如何選擇和使用？
王教授：功能母粒是母料的核心，體現母料的功能性。比如色母料用來配色，抗靜電母料用來抗靜電，阻燃母料用來阻燃。
填充母料的功能取決于母料中無機粉體的性能。如提高沖擊選擇納米碳酸鈣和沉淀硫酸鋇；提高拉伸選擇硅灰石和滑石粉等；不影響透明性選擇沉淀硫酸鋇、高硅含量滑石粉和元明粉等；賦予吸水功能用氧化鈣等。
對于碳酸鈣，又分為不同的品種，表現出不同的粒度、吸油值等表觀性能。如我報告所提，碳酸鈣涵蓋重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣兩大類。重質碳酸鈣又分大方解石的、小方解石的、大理石的、白云石的等等，性能會有所不同。輕質碳酸鈣又分為球狀、立方形、柱狀、纖維狀、空心狀、碟狀等，不同形狀所表現的性能也不同。在選擇時，要依據最終產品以及想達到的功能。比如造紙用碳酸鈣母料，選擇蝶狀；若沖擊強度要求高，優先選輕鈣。依據不同用途選擇相應的產品。
粉體網：王教授，碳酸鈣填充母料配方設計原則是什么？目前業內碳酸鈣填充母料配方設計中容易忽視的有哪幾點？
王教授：原則有兩點。第一，盡量少用小分子的。因為現在環保壓力很大，如果加入小分子太多，那么在生產過程中容易揮發產生VOC氣體，可能會不達標。第二，各種助劑的加入量和碳酸鈣的粒度有關。粒度越細，加入各種助劑、潤滑劑、分散劑、相容劑要多一些。另一方面，粒度越細，在母料中的粉體含量要降低一點。
目前企業做碳酸鈣填充母料容易忽視的是相容性，很多企業沒有考慮相容性。如果客戶對碳酸鈣加入后的強度要求很高，就要添加相容劑。如果客戶對加入后強度損失不在意，那就不需要添加相容劑。目前很多企業不添加相容劑、分散劑，直接添加載體、功能母料、潤滑劑，這樣做出的產品容易存在結塊、產品性能差。
此外，根據需求，六大組分不是全部必須有的。比如美觀組分，若自己使用，不需要添加；如果是聚乙烯用，可以不用穩定組分。
粉體網：王教授，您從事塑料行業35年，是高分子改性領域專家和行家。您認為該如何將碳酸鈣更好的用于塑料中？
王教授：碳酸鈣是目前塑料填料里最為便宜的一種，1250目約是400元。所以目前選用填料優先選擇碳酸鈣。但是反言之，碳酸鈣目前大部分還是低值化應用。碳酸鈣在高值化應用方面應該重視起來。
目前企業選用碳酸鈣，主要用來降低成本。同時會產生一些副作用。比如提高了產品密度，影響了產品的某些性能，尤其是拉伸、沖擊性能的影響比較大。但如果碳酸鈣母料做好了，尤其是六大組分設計好了，是會提高產品性能的，可以提高拉伸強度、沖擊強度。目前我已設計出這樣的產品并已在試用。
另外，對于密度問題，添加碳酸鈣后，一個塑料袋可能由20g變成30g，重量增加，這樣不利成本的降低。因此，我現在也正研究，如何加入碳酸鈣的同時，密度不增加，或者相等或者降低。現在我已研究出一款密度不增加的母料。
按照我的設想，碳酸鈣將來應該具備降低成本、降低密度、提高強度等綜合功能，變得更加完美。目前碳酸鈣更多是被低價售賣，但如果加大投入，提升產品性能，賣價會翻好幾倍。
一個完整的填充母料配方由：載體樹脂、無機粉體、分散劑、偶聯劑、相容劑、潤滑劑、抗靜電劑、抗氧劑、熱穩定劑等10多種以上成分組成。其中功能組分是母料的核心組分。碳酸鈣填充母料配方設計的起點也要從鈣粉開始，就像蓋樓的地基一樣。整體而言，碳酸鈣是一個被低估了的很好的材料。未來，碳酸鈣高值化應用是其發展的重要方向。
（中國粉體網編輯整理/黑金）
