納米級超細碳酸鈣

納米級超細碳酸鈣（英文名稱Nanocalcium carbonate）是碳酸鈣的一種形態，納米（nanomaterarial）代表一尺度，為10-9m，符號為nm。納米級超細碳酸鈣是80年代發展起來的一種新型超細固體材料。納米材料是指在三維空間中，至少有一維處於納米尺寸的範圍，或由它們作為基本單元構成的材料，顆粒在1~100nm範圍。納米材料具有小尺寸效應，表面效應和巨觀量子隧道效應。因而展現出許多特有性質，在催化、濾光、光吸收、醫藥、磁介質及新材料等方面有廣泛的用途。外觀為白色或淡黃色六方晶體粉末狀，無味、不溶於水和乙醇、能溶於酸，釋放出二氧化碳。分子式為CaCO3。

納米碳酸鈣具有比一般碳酸鈣許多特殊的性能。因此納米碳酸鈣是一種功能性無機填料，它不但具有增加產品體積、降低產品成本的作用，而且還擁有優良的補強性能。

基本介紹

• 中文名：納米級超細碳酸鈣
• 外文名：Nanocalcium carbonate
• 發展年代：80年代
• 類型：新型超細固體材料
• 粒徑：1~100nm之間
• 具有效應：小尺寸效應，巨觀量子隧道效應
• 優越性能：催化、濾光、光吸收、醫藥等

物理性質

【外觀】白色或淡黃色、無味，六方晶體粉末狀。

樣品

【熔點】（℃） 1339

【分解溫度】℃ 825~896.6

【相對密度】 2.71

【溶解性能】不溶於水和乙醇、能溶於酸，釋放出二氧化碳，也溶於氯化銨溶液。

【穩定性】穩定

化學性質

【CAS登錄號】471-34-1

【EINECS登錄號】207-439-9

【分子量】100.09

【分子式及結構式】分子式為CaCO₃，結構式如下：

【常見的化學反應】具有碳酸鈣的一般通性，遇稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸等產生氣泡並溶解。生成相應的鈣鹽，釋放出二氧化碳。加熱到約900℃時分解為氧化鈣和二氧化碳。混有CaCO₃的水通入過量二氧化碳，會生成碳酸氫鈣溶液。

【禁配物】酸、鹼

【聚合危害】無聚合危害

主要用途

納米碳酸鈣用於塑膠中與樹脂親合性好，可有效增加或調節材料剛性，韌性，以及彎曲強度等，並可改善塑膠加工體系的流變性能，降低塑化溫度，提高製品尺寸穩定性，耐熱性及表面光潔性；在天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠等橡膠體系中，容易混練，分散均勻，並可使膠質柔軟，還能提高壓出加工性能和模型流動性。使橡膠製品具有表面光滑，伸長率大，抗張強度高，永久變形小，耐彎曲性能好，耐撕裂強度高等特點。

由於納米級碳酸鈣具有高光澤度、磨損率低、表面改性及疏油性，可填充聚氯乙烯、聚丙烯和酚醛塑膠等聚合物中，現在又被廣泛套用於聚氯乙烯型材，管材，電線、電纜外皮膠粒、薄膜（壓延膜）的生產，鞋業製造等。還適合用於聚丙烯、聚乙烯、聚碳等塑膠改性。由於活性納米碳酸鈣表面親油疏水，與樹脂相容性好，能有效提高或調節製品的剛、韌性、光潔度以及彎曲強度；改善加工性能，改善製品的流變性能、尺寸穩定性能、耐熱穩定性，具有填充及增強、增韌的作用，能取代部分價格昂貴的填充料及助劑，減少樹脂的用量，從而降低產品生產成本，提高市場競爭力。

在塗料工業中可作為顏料填充劑，具有細膩、均勻、白度高、光學性能好等優點，納米碳酸鈣具有空間位阻效應，在制漆中，能使配方密度較大的立德粉懸浮，起防沉降作用。制漆後，漆膜白度增加，光澤高，而遮蓋力卻不下降，這一特性使其在塗料工業被大量推廣套用。

可用於塗布加工紙的原料，特別是用於高級銅板紙。由於它分散性能好，粘度低，能有效的提高紙的白度和不透明度，改進紙的平滑度、柔軟度，改善油墨的吸收性能，提高保留率。

作為填料，可替代價格較高的膠質鈣，能提高油墨的光澤度和亮度。納米碳酸鈣還用於飼料行業，可作為補鈣劑，增加飼料的含鈣量，在化妝品中使用，可替代鈦白粉。

製造方法

納米碳酸鈣的工業製備採用碳化法，將質量好的氧化鈣溶於水，並將生成的懸浮氫氧化鈣，在高剪下力作用下粉碎，多級固液分離除去顆粒及雜質，得到一定濃度的精製的氫氧化鈣懸浮液。在一定濃度和純度的Ca(OH)₂的懸浮液中通入高純度的二氧化碳氣體進行碳化。通過對Ca(OH)₂懸浮液的溫度、pH值、二氧化碳氣體的流量等參數控制碳酸鈣晶核的成核速率；在碳化至形成一定的晶核數後，由晶核形成控制轉化為晶體生長控制，此時加入晶形調節劑控制各晶面的生長速率，從而達到形貌可控；繼續碳化至終點，加入分散劑調節粒子表面電荷，得到分散的立方形碳酸鈣納米顆粒。所獲得的納米碳酸鈣粒子在25～100nm之間可控，立方形，比表面大於25m/g，粒徑分布 GSD為1.57，吸油值小於28g/100gCaCO₃，且無團聚現象。所獲得的產品性能優異，可作為高檔橡膠、塑膠以及汽車底漆中的功能填料。

【產業鏈】上游碳酸鈣，下游納米碳酸鈣，塑膠、橡膠等製品。

【參考質量指標】納米碳酸鈣的品種比較多，參考質量為：粒子在25～100nm之間，比表面大於25m/g，粒徑分布 GSD為1.57，吸油值小於28g/100gCaCO₃，且無團聚現象。

毒性和環境影響

碳酸鈣屬於中性物，本身無毒，在製造和處理過程中，由於工藝本身，以及所用助劑品種本身的毒性，可能會使納米碳酸鈣有毒性，會造成有害於人體、生物和環境，需根據具體工藝和各種助劑品中的性能和用量加以說明與防範、治理。但由於產品是一超細粉體，因此必需要防範粉體對人體、環境的危害。

包裝、貯存和運輸

採用麻布袋或塑膠袋包裝。內用雙層塑膠袋、外用麻袋或塑膠編織袋包裝。每袋淨重50公斤或25公斤。

儲於乾燥、陰涼處，防高溫，避免與酸類物質接觸。運輸中防止勾掛散包。