Canxi cacbonat là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là CaCO₃. Nó được biết đến với nguồn nguyên liệu thô dồi dào, quy trình sản xuất đơn giản và hiệu suất ổn định. Những đặc tính này khiến nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như cao su, nhựa, sơn phủ và mực in. Trong lĩnh vực sơn phủ, canxi cacbonat đóng vai trò là chất độn và chất làm trắng, tạo nên cấu trúc khung. Nó có giá cả phải chăng hơn so với latex và dung môi. Các hạt mịn của nó đảm bảo sự phân tán đều trong lớp phủ, tăng thể tích, giảm chi phí và nâng cao hiệu suất cũng như kết cấu. Để đạt được độ mịn mong muốn cho các ứng dụng này, canxi cacbonat trải qua quá trình nghiền bằng các thiết bị như máy nghiền bi, máy nghiền trục lăn và máy nghiền chốt. Các phương pháp nghiền này giúp tạo ra bột siêu mịn cần thiết cho lớp phủ chất lượng cao. Ngoài ra, máy phủ được sử dụng để sửa đổi bề mặt. Máy phân loại khí siêu mịn đảm bảo phân phối kích thước hạt chính xác, tối ưu hóa khả năng tương thích và hiệu quả của vật liệu trong lớp phủ.
Ứng dụng của Canxi Cacbonat trong Sơn bột
1. Canxi cacbonat cho sơn Latex
Trong sơn latex, canxi cacbonat hoạt động như một chất màu kéo dài, thường được sử dụng ở mức 10%-50%. Nó tạo hiệu ứng lấp đầy, mang lại kết cấu mịn, đồng đều với độ trắng cao. Nó cũng mang lại khả năng che phủ khô, đặc biệt khi sử dụng các sản phẩm siêu mịn. Khi kích thước hạt đạt đến kích thước của titan dioxit, nó giúp tăng cường khả năng che phủ, độ bền màng sơn, khả năng chống nước, tốc độ khô và khả năng chống cọ xát.
Ví dụ, canxi cacbonat nghiền siêu mịn rút ngắn đáng kể thời gian phân tán và chà nhám trong sản xuất sơn latex, cải thiện khả năng che phủ, điều chỉnh độ nhớt của latex, giảm lượng titan dioxit sử dụng và nâng cao hiệu suất chà nhám bột trét. Trong thiết kế công thức sơn, sơn latex hiệu suất cao sử dụng canxi cacbonat siêu mịn, trong khi các loại sơn cấp thấp hơn lại chọn hạt thô hơn với độ hấp thụ dầu thấp. Hiện nay, canxi cacbonat nặng với d97 < 10μm, d50 khoảng 1,5μm, độ trắng > 95% và CaCO₃ ≥ 98% hoạt động tốt trong sơn latex tường nội thất.
Để sản xuất ra những hạt có kích thước chính xác như vậy thường phải nghiền canxi cacbonat bằng máy nghiền bi hoặc máy nghiền trục lăn, sau đó phân loại bằng máy phân loại khí siêu mịn để đảm bảo tính đồng nhất.
2. Canxi cacbonat cho sơn ô tô
Gầm xe và hốc bánh xe ô tô thường xuyên chịu tác động của cát, sỏi và nước thải, có thể làm hỏng lớp phủ và dẫn đến ăn mòn. Để giải quyết vấn đề này, lớp phủ gầm xe có khả năng chống đá dăm và chống ăn mòn được áp dụng.
PVC plastisol là một loại sơn khung gầm ô tô, chủ yếu được tạo thành từ nhựa PVC dạng sệt, chất hóa dẻo, chất độn (canxi cacbonat), chất ổn định, chất tạo độ bám dính, dung môi và các chất phụ gia khác. Canxi cacbonat chiếm gần 30% tổng khối lượng (tùy theo công thức), và nano canxi cacbonat cải thiện tính chất lưu biến và khả năng chống va đập tốt hơn so với các loại thông thường.
Sơn khung gầm ô tô cần độ nhớt thấp để dễ phun và độ chảy tốt trong quá trình thi công, nhưng cần độ nhớt cao sau khi thi công để tránh tình trạng chảy xệ. Tính chất lưu biến này đạt được nhờ nano canxi cacbonat, mang lại khả năng hoạt hóa, ứng suất chảy và tính lưu biến cao.
Để sản xuất canxi cacbonat ở quy mô nano, cần phải có thiết bị nghiền tiên tiến như máy nghiền chốt và máy phủ để xử lý bề mặt, đảm bảo hiệu suất tối ưu trong lớp phủ ô tô.
3. Canxi cacbonat cho mực in
Trong mực in, canxi cacbonat chủ yếu giúp giảm chi phí và tăng thể tích làm chất độn. Canxi cacbonat siêu mịn hiệu suất cao được ưa chuộng, với kích thước hạt từ 0,02-1,0μm, diện tích bề mặt riêng cao, khả năng hấp thụ dầu, độ trong suốt, độ sáng và độ ổn định.
Trên thực tế, canxi cacbonat nano nhẹ hoặc canxi cacbonat nano hoạt tính là lý tưởng, mặc dù giá thành cao hơn của loại thứ hai dẫn đến việc sử dụng loại thứ nhất nhiều hơn. Canxi cacbonat hoạt tính tạo ra mực có độ đặc, độ nhớt, hiệu suất in tốt, khô nhanh và không có tác dụng phụ. Các hạt nhỏ của nó mang lại độ phân tán, độ trong suốt, độ bóng, khả năng che phủ, khả năng hấp thụ mực và khô mực tuyệt vời, tạo ra bản in mịn với đầy đủ các chấm mực. Với chất kết dính nhựa hiện đang phổ biến trong mực in, tính ổn định của canxi cacbonat hoạt tính đã phần lớn thay thế các chất độn khác.
Mực in nội địa cao cấp sử dụng canxi cacbonat siêu mịn được hoạt hóa với các tinh thể hình cầu hoặc hình khối. Việc nghiền bằng máy nghiền bi hoặc máy nghiền trục, kết hợp với máy phân loại khí siêu mịn, là chìa khóa để đạt được các thông số kỹ thuật này.
4. Canxi cacbonat cho sơn tĩnh điện
Chất độn trong sơn bột thường chứa kim loại nặng, không đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế, đặc biệt là đối với hàng xuất khẩu sang châu Âu và Hoa Kỳ, nơi có quy định nghiêm ngặt về giới hạn kim loại nặng. Canxi cacbonat, rẻ tiền và không chứa kim loại nặng, có thể thay thế bari sunfat, lý tưởng để phủ lên đồ chơi, xe đẩy, dụng cụ thể thao, đồ dùng nhà bếp và thiết bị gia dụng.
Các ứng dụng bao gồm:
• Dùng làm chất độn cho lớp phủ có độ bóng cao.
• Trong lớp phủ bán bóng, được thêm trực tiếp mà không cần chất tạo màng, tiết kiệm chi phí.
• Là chất màu vô cơ màu trắng, được sử dụng với titan dioxit để giảm chi phí.
• Thích hợp cho các sản phẩm thân thiện với môi trường có hàm lượng kim loại nặng thấp như đồ chơi trẻ em.
• Cải thiện tốc độ phun bột và diện tích phun, đặc biệt là ở bột hỗn hợp.
Công nghệ máy nghiền chốt và máy phủ giúp cải thiện các đặc tính bề mặt, giúp canxi cacbonat hiệu quả hơn trong sơn tĩnh điện.
Xu hướng phát triển của Canxi Cacbonat trong ngành sơn phủ
1. Nano hóa
Trong ngành sơn phủ, nano canxi cacbonat tạo ra sự cản trở lập thể, ngăn ngừa lắng đọng, đồng thời tăng độ trắng và độ bóng mà không ảnh hưởng đến khả năng che phủ, cải thiện độ ổn định khi lưu trữ. Hiệu ứng "chuyển màu xanh" trong latex giúp bảo vệ chống lại tia UV và lão hóa do nhiệt, tăng cường khả năng cách nhiệt.
Là một chất độn, nó tăng cường độ linh hoạt, độ cứng, độ phẳng, khả năng lắng đọng màng và độ thấm. Trong lớp phủ ngoại thất, nó tạo ra tính kỵ nước, tăng khả năng chống nứt và chống bám bẩn. Trong sơn latex gốc nước, nó làm giảm sự tập trung ứng suất từ các hạt cứng, cải thiện độ dẻo dai thông qua các vết nứt nhỏ và biến dạng đàn hồi.
Việc bổ sung nano canxi cacbonat 2%-5% được xử lý đặc biệt vào sơn latex truyền thống giúp tăng cường đáng kể tính lưu biến, khả năng mở lon, khả năng chống nước, khả năng chống cọ rửa và độ cứng. Các công ty như Shiraishi của Nhật Bản và Sim của Ý sản xuất nano canxi cacbonat để biến tính sơn latex gốc nước.
Nhờ hiệu ứng nano, diện tích bề mặt lớn, các nguyên tử hoạt hóa và tương tác polymer, nó mang lại những chức năng đặc biệt. Tính chất lưu biến của nó phù hợp với lớp phủ chống đá dăm và lớp phủ hoàn thiện khung gầm ô tô. Để đạt được kích thước nano, cần phải nghiền mịn chính xác bằng máy nghiền bi, máy nghiền trục lăn hoặc máy nghiền chốt, và máy phân loại khí siêu mịn để tách.
2. Chức năng hóa
Khi công nghệ phát triển và mức sống được nâng cao, người tiêu dùng đòi hỏi tính năng cao hơn, khiến lớp phủ hiệu suất cao, đa chức năng trở thành xu hướng. Việc bổ sung nano canxi cacbonat và nano ZnO mang lại hiệu quả kháng khuẩn và chống nấm mốc, đồng thời cải thiện khả năng chống chịu thời tiết và chất lượng tổng thể.
Gần đây, các nhà sản xuất sơn và viện nghiên cứu trong nước và quốc tế đang khám phá các khoáng chất phi kim loại và các sản phẩm chế biến sâu để tăng cường hoặc bổ sung chức năng mới cho lớp phủ, trở thành điểm nóng trong lĩnh vực sơn kiến trúc.
3. Sửa đổi bề mặt
Việc sử dụng nano canxi cacbonat để cải thiện lớp phủ là một chủ đề nóng, nhưng việc sử dụng trực tiếp có những nhược điểm: năng lượng bề mặt cao dẫn đến kết tụ; bề mặt ưa nước và kỵ dầu cản trở sự phân tán trong chất hữu cơ, làm yếu liên kết và gây ra khuyết tật.
Khả năng tương thích với vật liệu nền khác với polyme trong nhựa hoặc cao su do các nhóm chức năng, trọng lượng phân tử, độ phân cực và tương tác. Do đó, việc biến tính bề mặt là điều cần thiết để ứng dụng thành công, thường sử dụng máy phủ để tăng cường độ phân tán và hiệu suất.
4. Chuyên môn hóa
Với sự phát triển của ngành công nghiệp canxi cacbonat, các sản phẩm chuyên dụng cho lớp phủ đã xuất hiện: dạng tinh thể đặc biệt, kích thước dưới 0,1μm, không lắng, độ bóng cao, dễ phân tán. Các nhà sản xuất cao cấp đang tìm kiếm canxi cacbonat chuyên dụng.
Nhìn chung, với nhận thức ngày càng tăng về bảo vệ môi trường, nhu cầu về chất độn thân thiện với môi trường trong ngành sơn phủ đang tăng lên và canxi cacbonat, là chất độn tự nhiên và không độc hại, cũng đang được chú ý. Nó cải thiện hiệu suất và kết cấu cho các mục đích sử dụng cao cấp và giảm chi phí sản xuất quy mô lớn, hứa hẹn sự tăng trưởng bền vững trong ngành sơn phủ.
Bột Epic
Đối với các thiết bị hàng đầu trong quá trình chế biến canxi cacbonat, bao gồm hệ thống nghiền, máy nghiền bi, máy nghiền trục lăn, máy nghiền chốt, máy phủ và máy phân loại khí siêu mịn, hãy xem xét Bột Epic Machinery, công ty hàng đầu về các giải pháp công nghệ bột tiên tiến. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay nếu bạn có thêm thắc mắc về sản phẩm.