中國粉體網訊 近年來,國內碳酸鈣產業重點聚集地廣西、江西、四川、浙江等地,紛紛提出高質量發展碳酸鈣產業,欲做精做強,發展精品碳酸鈣。粉體網編輯與眾多碳酸鈣從業者都曾對企業該如何升級工藝、裝備,如何生產需求量大、附加值高的精細化、功能型、專用型產品進行思考和探尋。
目前國內精品碳酸鈣產業以廣西為“排頭兵”,賀州、南寧、來賓等地產業升級與高質量發展進程不斷加速。
《廣西省碳酸鈣產業高質量發展“十四五”規劃》印發
《來賓精品碳酸鈣產業發展“十四五”規劃》印發
1精品碳酸鈣“東渡”和“成長”的機會
精品碳酸鈣“東渡”時機成熟。2022年1月1日,RCEP(區域全面經濟伙伴關系協定)正式生效實施。中國和日本、韓國、東盟之間達成自貿安排,雙方在機械裝備、電子信息、農產品、化工、輕工紡織等多個領域相互大幅度降低關稅。據粉體網編輯了解,日本是廣西對外貿易傳統主要市場,而廣西作為中國精品碳酸鈣產業“排頭兵”,生產的精品重質碳酸鈣具有產量和品質優勢,與汽車、綠色家居、農產品、機械設備等,都在RCEP中日貿易的降稅范圍,有望零關稅進入日本消費市場。
RCEP簽字儀式 圖源:商務部新聞辦公室
廣西自貿試驗區崇左片區負責人楊亞俊指出,在越南的日資企業其原材料、成品進出口、轉口貿易等,經常在廣西憑祥市進行,現在立足某一片區共享發展商機是正當其時。廣西商務廳副廳長刁衛宏介紹,RCEP生效的頭兩個月,南寧海關共簽發234份RCEP原產地證書,簽證金額達1.27億元。其中,簽往日本的證書216份,占簽證份數的92.31%,兩地經貿發展勢頭強勁,合作潛力凸顯。
除了發展時機成熟,日本碳酸鈣市場也尚有一定的機會。2021年日本白石株式會社凈利潤增長達28.8%,橡膠、密封膠、造紙、涂料、塑料等專用碳酸鈣都處盈利狀態;這也從一定程度上反應出,日本碳酸鈣市場需求依舊較大,并與國內產品有一定契合性。
精品碳酸鈣“成長”時機來臨。在《來賓精品碳酸鈣產業“十四五”規劃》中明確指出,要將日、韓等中高端市場,作為精細化碳酸鈣產品的主要目標。而國內碳酸鈣在進入日本市場時,為了貨物貿易便利化,RCEP各成員要在技術標準等方面達到高水平原則,這將促進國內精品碳酸鈣主動尋求技術發展,在貿易中發現和解決產品性能上的不足。
從應用市場長期反饋可知,日本白石株式會社等頭部企業的產品存在優勢。他們的碳酸鈣研發思路,對國內精品碳酸鈣產業發展也具有重要借鑒意義,其對產品的理解和應用,十分符合當前國內對精品碳酸鈣的定位和發展預期。
2白石株式會社碳酸鈣研發思路
(1)橡膠
專用型碳酸鈣賦予橡膠產品所需的加工性、補強性、經濟性。例如,重質碳酸鈣加入到橡膠原料中,可以在不改變橡膠產品的硬度的情況下降低原料成本。紡錘形的輕質碳酸鈣,能夠讓橡膠原料具有適當的柔軟性和平滑性。另外,通過使用200nm以下的細微碳酸鈣,還可以提升橡膠的強度。
碳酸鈣表面改性及共混改善粉體分散性。白石公司用有機物對碳酸鈣表面進行處理,可以有效防止分散不良現象。用20nm的改性碳酸鈣提高炭黑和二氧化硅等材料的混入速度,這些物質煉入原料橡膠所需時間往往較長,縮短時間有利于改善其分散性。
以下游產品制造工藝指導粉體生產。白石中央研究所擁有密煉機、輥煉機、熱沖壓機以及各種物理性質檢測儀器,以一條龍機制完成填料開發以及從配伍到加工、成型、物理性質評價的各個環節,并致力于研發新的填料和添加劑。
(2)塑料
白石公司對碳酸鈣進行形狀控制和表面處理,改變碳酸鈣在塑料中單一的“填料”角色,用作補強材料提高塑料耐沖擊性和尺寸穩定性等。另外,將碳酸鈣添加至塑料當中,還有望起到提高表面平滑度和白度的作用,進而提升外觀效果。
白石中央研究所擁有完整的工藝系統,涵蓋從合成碳酸鈣→表面處理→使用擠出機與樹脂混煉→使用注塑成型機制作試片等各種工序,致力于提高各種功能。
(3)密封膠
一方面,將各種范圍的納米粒子和表面改性劑(脂肪酸、樹脂酸等)組合,開發用于建筑密封材料、粘合劑、汽車用熱固油墨的表面處理碳酸鈣,用來改善密封膠的作業效率和力學性質。
另一方面,在研發過程中,開啟混煉機,使用碳酸鈣來實際制備密封膠。在膠體固化之前,通過流變儀、粘度計、流動試驗來測量貯存后粘度,掌握密封膠的流變學特性。另外,使用萬能試驗機和硬度計來測量固化后的力學特性,研究表面處理碳酸鈣對密封膠的影響。
(4)造紙
碳酸鈣是造紙領域中的重要原料之一。
作為填料抄入紙中,主要使用紡錘形的碳酸鈣,能夠賦予紙張白度、不透明性(不易透光),提升表面的平滑性和柔軟性。
作為顏料涂在紙張表面時(涂布)時,不僅能賦予紙張白度和不透明性,還能令紙張擁有光澤。通過控制使用的碳酸鈣形狀,可以增強或降低光澤度(光面/啞光)。增強光澤時使用較細的立方體粒子,降低時使用較大的凝聚體粒子。
此外,紙張多作印刷之用,所以印刷后的質量和吸墨性等作業效率的高低尤為重要。例如,細微粒子會在粒子間形成細微空隙,因此在毛細現象的作用下更好地吸收墨水。使用凝聚體粒子時,會在凝聚體內部產生空隙,由此來賦予紙張吸收性。白石公司通過控制粒子的形狀和大小,來開發不同的產品及其使用方法。
(5)涂料/油墨
碳酸鈣在水性涂料和溶劑型涂料中也存在很多可能性。一般而言,碳酸鈣在涂料中的主要作用是增量和降低成本,但也擁有著提升可加工性、流動性、光學特性、機械特性等各種物理性質的效果。
碳酸鈣在墨水中主要用于控制流動性,通過提高碳酸鈣粒子分散性,以及改良和開發適應各種墨水的粒子表面處理技術,不斷豐富油墨用碳酸鈣的產品種類。
(6)食品
碳酸鈣用作食品添加劑,其主要用途是補充鈣質和改善口感。碳酸鈣的鈣含量高達40%,所以僅需少量添加即可,且由于碳酸鈣為不溶性物質,對味道和風味的影響較小。白石公司的“食品小組”不僅自行研發各種碳酸鈣產品,還會協助顧客開發相關調味品,或將碳酸鈣應用于補鈣食品當中,以期通過改良口感來賦予食品更多的附加價值。
(7)生物與生化
碳酸鈣有望在人工骨填充材料等生命科學領域、陶瓷電容等電子領域、閃爍劑等光學領域等諸多領域得到應用。依靠對碳酸鈣進行提純處理,用高純度鈣產品制備碳酸鈣燒結體、研究用作骨填充材料和細胞載體的可能性、向碳酸鈣的新領域發起挑戰。
(8)工藝流程
合成碳酸鈣使用二氧化碳鼓泡碳化法進行工業制備。通過改變各道工序的溫度和時間等條件,可以制取不同形狀和大小的碳酸鈣粒子。日常,白石公司“工藝小組”也在不斷尋找可制取具備目標性狀的碳酸鈣的最佳反應條件。
(9)分析
白石公司通過儀器分析和粉體測試來幫助開發產品以及提供各種技術支持,例如:形狀觀察、組分分析等技術。
形狀觀察:既對粉體本身進行觀察,也對分散在橡膠等母料中的狀態進行觀察。
組成分析:既對粉體的成分進行分析,也對產品的成分進行分析,提出替代品方案、探明故障發生原因。
結語
國內精品碳酸鈣產業發展尚處在探索階段,對生產技術的改革同步或滯后,產品的性能是否滿足政策和項目規劃的預期,相較與傳統碳酸鈣是否有了“精品級”的蛻變可能還要打一個問號。同時,日本碳酸鈣產業領先在哪,值得正視;力所能及的學習或借鑒,或許可以從現在開始。
信息來源:廣西壯族自治區人民政府、粉體網、來賓市人民政府、白石株式會社等
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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