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一,、納米碳酸鈣行業(yè)概述
1.納米碳酸鈣的定義
納米碳酸鈣又稱超微細(xì)碳酸鈣。標(biāo)準(zhǔn)的名稱即超細(xì)碳酸鈣,。納米碳酸鈣是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型超細(xì)固體粉末材料,,其粒度介于0.01~0.1μm之間。由于納米碳酸鈣粒子的超細(xì)化,,其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,,產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng),、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng),。
2.納米碳酸鈣的特點(diǎn)
納米碳酸鈣應(yīng)用最成熟的行業(yè)是塑料工業(yè)主要應(yīng)用于高檔塑料制品。可改善塑料母料的流變性,,提高其成型性,。用作塑料填料具有增韌補(bǔ)強(qiáng)的作用,塑料的彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量,,熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性,,同時(shí)還賦予塑料滯熱性。納米碳酸鈣用于油墨產(chǎn)品中體現(xiàn)出了優(yōu)異的分散性和透明性和極好的光澤,、及優(yōu)異的油墨吸收性和高干燥性,。納米碳酸鈣在樹脂型油墨中作油墨填料,具有穩(wěn)定性好,,光澤度高,,不影響印刷油墨的干燥性能.適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
3.我國(guó)納米碳酸鈣行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
上游行業(yè):
石灰石是常見的一種非金屬礦產(chǎn),,是用途極廣的寶貴資源,。石灰石是以石灰?guī)r作為礦物原料的商品名稱。石灰?guī)r在人類文明史上,,以其在自然界中分布廣,、易于獲取的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。作為重要的建筑材料有著悠久的開采歷史,,在現(xiàn)代工業(yè)中,,石灰石是制造水泥、石灰,、電石的主要原料,,是冶金工業(yè)中不可缺少的熔劑灰?guī)r。
我國(guó)是世界上石灰?guī)r礦資源豐富的國(guó)家之一,,除上海,、香港、澳門外,,在各省,、直轄市、自治區(qū)均有分布,。據(jù)原國(guó)家建材局地質(zhì)中心統(tǒng)計(jì),,全國(guó)石灰?guī)r分布面積達(dá)43.8萬KM2(未包括西藏和臺(tái)灣),約占國(guó)土面積的1/20,,其中能供做水泥原料的石灰?guī)r資源量約占總資源量的1/4~1/3,。為了滿足環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡,,防止水土流失,,風(fēng)景旅游等方面的需要,特別是隨著我國(guó)小城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃的不斷完善和落實(shí),可供水泥石灰?guī)r的開采量還將減少,。
其中大型礦床257處,、中型481處、小型486處(礦石儲(chǔ)量大于8000萬噸為大型,、4000~8000萬噸為中型、小于4000萬噸為小型),,共計(jì)保有礦石儲(chǔ)量542億噸,,其中石灰?guī)r儲(chǔ)量504億噸,占93%,;大理巖儲(chǔ)量38億噸,,占7%。保有儲(chǔ)量廣泛分布于除上海市以外29個(gè)省,、直轄市,、自治區(qū),其中陜西省保有儲(chǔ)量49億噸,,為全國(guó)之冠,;其余依次為安徽省、廣西自治區(qū),、四川(含重慶市)省,,各保有儲(chǔ)量34~30億噸;山東,、河北,、河南、廣東,、遼寧,、湖南、湖北7省各保有儲(chǔ)量30~20億噸,;黑龍江,、浙江、江蘇,、貴州,、江西、云南,、福建,、山西、新疆,、吉林,、內(nèi)蒙古、青海、甘肅13省各保有儲(chǔ)量20~10億噸,;北京,、寧夏、海南,、西藏,、天津5省各保有儲(chǔ)量5~2億噸。
從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外石灰石需求情況看,,全世界每年需求量約為12億噸左右,,但80%為普通用途。優(yōu)質(zhì)石灰因資源少,,產(chǎn)量低,,市場(chǎng)缺口較大。近幾年,,亞太地區(qū)各國(guó)因其國(guó)內(nèi)石灰石資源不足,,每年要從中國(guó)進(jìn)口石灰石110萬噸左右。據(jù)專家預(yù)測(cè),,對(duì)優(yōu)質(zhì)石灰石的需求量,,國(guó)內(nèi)將以每年25萬噸、亞太地區(qū)將以每年30萬噸的速度增加,。
下游行業(yè):
納米碳酸鈣在國(guó)外已有五十年的應(yīng)用歷史,,廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料,、造紙,、化學(xué)建材、油墨,、涂料,、密封膠與膠粘劑等行業(yè)。
納米碳酸鈣行業(yè)下游應(yīng)用分析
下游行業(yè) 應(yīng)用
PVC型材,,管材,;電線、電纜外皮膠粒,;PVC薄膜(壓延膜)的生產(chǎn),,造鞋業(yè)制造(如PVC鞋底及裝飾用貼片)等。適合用于工程塑料改性,、PP,、PE、PA,、PC等,。
天然膠,,丁腈,丁苯,,混煉膠等,,適用于輪胎、膠管,、膠帶以及油封,、汽車配件等橡膠制品中。
硅酮,、聚流,、聚氨酯、環(huán)氧等密封結(jié)構(gòu)膠,。
顏料填充劑,,具有細(xì)膩,、均勻,、白度高、光學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn),,納米碳酸鈣具有空間位阻效應(yīng),,在制漆中,能使配方密度較大的立德粉懸浮,,起防沉降作用,。制漆后,漆膜白度增加,,光澤高,,而遮蓋力卻不下降。
使用納米碳酸鈣所配置的油墨,,身骨及粘性較好,,故具有良好的印刷性能;穩(wěn)定性好,;干性快且沒有相反作用,;由于顆粒小,故印品光滑,,網(wǎng)點(diǎn)完整,,可以提高油墨的光潔度,適用于高速印刷,。
卷煙紙,、記錄紙、簿頁(yè)印刷紙,、高白度銅版紙以及高檔衛(wèi)生巾,、紙尿布等,。造紙中加入納米碳酸鈣可以提高紙張的松密度、表觀細(xì)膩性,、吸水性,;提高特種紙的強(qiáng)度、高速印刷性,;調(diào)節(jié)卷煙紙的燃燒速度,。
應(yīng)用在飼料行業(yè),可作為補(bǔ)鈣劑,,增加飼料含鈣量,。在化妝品中使用,由于其純度高,,白度好,,粒度小,可以部分替代鈦白粉,,在牙膏中添加納米碳酸鈣可以改善其擠出性能,。 塑料行業(yè) 橡膠 密封膠粘材料 涂料 油墨 造紙 其他行業(yè)。
塑料
主要應(yīng)用范圍:PVC型材,,管材,;電線、電纜外皮膠粒,;PVC薄膜(壓延膜)的生產(chǎn),,造鞋業(yè)制造(如PVC鞋底及裝飾用貼片)等。適合用于工程塑料改性,、PP,、PE、PA,、PC等,。
應(yīng)用特性:由于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(diào)節(jié)制品的剛,、韌性、光潔度以及彎曲強(qiáng)度,;改善加工性能,,改善制品的流變性能、尺寸穩(wěn)定性能,、耐熱穩(wěn)定性具有填充及增強(qiáng),、增韌的作用,能取代部分價(jià)格昂貴的填充料及助濟(jì),,減少樹脂的用量,,從而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
納米碳酸鈣在橡膠中具有空間立體結(jié)構(gòu),、又有良好的分散性,,具有良好的半補(bǔ)強(qiáng)作用。
應(yīng)用范圍:天然膠,,丁腈,,丁苯,混煉膠等,,適用于輪胎,、膠管、膠帶以及油封,、汽車配件等橡膠制品中,。
應(yīng)用特性:經(jīng)過表面改性處理后的納米碳酸鈣與橡膠有很好的相容性,具有補(bǔ)強(qiáng),、填充,、調(diào)色、改善加工藝和制品的性能,,可使橡膠易混煉,、易分散,,混煉后膠質(zhì)柔軟,,橡膠表面光滑;可使制品的延伸性,、抗張強(qiáng)度,、撕裂強(qiáng)度等有本質(zhì)的提高;可以降低含膠率或部分取代鈦白粉,、白炭黑等價(jià)格昂貴的白色填料,,提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
密封膠粘材料
應(yīng)用范圍:硅酮,、聚流,、聚氨酯、環(huán)氧等密封結(jié)構(gòu)膠,。
應(yīng)用特性:應(yīng)用于密封膠粘材料中,,與膠料有很好的親和性,可以加速膠的交聯(lián)反應(yīng),,大大改善體系的觸變性,,增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性,提高膠的機(jī)械性能,,且添加量大,,達(dá)到填充及補(bǔ)強(qiáng)雙重作用,。同時(shí),它能使膠料表面光亮細(xì)膩,。
涂料
可作為顏料填充劑,,具有細(xì)膩、均勻,、白度高,、光學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn),納米碳酸鈣具有空間位阻效應(yīng),,在制漆中,,能使配方密度較大的立德粉懸浮,起防沉降作用,。制漆后,,漆膜白度增加,光澤高,,而遮蓋力卻不下降,,這一特性使其在涂料工業(yè)被大量推廣應(yīng)用。
應(yīng)用范圍:水性涂料和油性涂料,。
應(yīng)用特性:大大改善體系的觸變性,,可顯著提高涂料的附著力,耐洗刷性,,耐沾污性,,提高強(qiáng)度和表面光潔度,并具有很好的防沉降作作用,。部分取代鈦白粉,,降低成本。
油墨
應(yīng)用范圍:適用于平版膠印油墨,、凹版印刷油墨等,。
應(yīng)用特性:使用納米碳酸鈣所配置的油墨,身骨及粘性較好,,故具有良好的印刷性能,;穩(wěn)定性好;干性快且沒有相反作用,;由于顆粒小,,故印品光滑,網(wǎng)點(diǎn)完整,,可以提高油墨的光潔度,,適用于高速印刷。
造紙業(yè)是納米碳酸鈣最具開發(fā)潛力的市場(chǎng),。
應(yīng)用范圍:卷煙紙,、記錄紙,、簿頁(yè)印刷紙、高白度銅版紙以及高檔衛(wèi)生巾,、紙尿布等,。
應(yīng)用特性:造紙中加入納米碳酸鈣可以提高紙張的松密度、表觀細(xì)膩性,、吸水性,;提高特種紙的強(qiáng)度、高速印刷性,;調(diào)節(jié)卷煙紙的燃燒速度,。
其他行業(yè)
納米碳酸鈣應(yīng)用在飼料行業(yè),可作為補(bǔ)鈣劑,,增加飼料含鈣量,。在化妝品中使用,由于其純度高,,白度好,,粒度小,可以部分替代鈦白粉,,在牙膏中添加納米碳酸鈣可以改善其擠出性能,。
隨著我國(guó)橡膠、塑料,、造紙,、涂料、油墨等工業(yè)的迅速發(fā)展,,產(chǎn)品質(zhì)量和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,,納米碳酸鈣將被大量使用在各行業(yè)中,,替代進(jìn)口同類產(chǎn)品,。
二、全球納米碳酸鈣行業(yè)發(fā)展回顧
世界碳酸鈣工業(yè)己有160多年的歷史,。早在1850年,,英國(guó)伯翰斯特奇公司(J&E Sturge)已開始用碳酸鈉和氯化鈣為原料生產(chǎn)出沉淀CaCO3。之后,,日本在碳酸鈣改性技術(shù)方面取得一系列進(jìn)展,。1909年,白石恒二基于廉價(jià)的石灰石等原料,,發(fā)明了“二氧化碳法”,,為沉淀碳酸鈣的生產(chǎn)應(yīng)用開辟了廣闊的前景。1927年,,白石恒二研制出硬脂酸鈉活性碳酸鈣“白艷華”,,從而大大拓展了沉淀碳酸鈣的應(yīng)用領(lǐng)域,,至今在世界填料市場(chǎng)上仍較暢銷。二十世紀(jì)三十年代到九十年代,,日本在超細(xì)活性碳酸鈣研制方面不斷推陳出新,,研制出的碳酸鈣尺寸從80 nm到5 nm,呈細(xì)化趨勢(shì),,外形則從立方形到無定形方向轉(zhuǎn)變,,這一切無不說明日本在碳酸鈣技術(shù)上領(lǐng)先位置。
近年來,,隨著納米技術(shù)的出現(xiàn),,碳酸鈣進(jìn)入了納米時(shí)代,并帶動(dòng)了造紙,、塑料,、橡膠、高檔涂料等領(lǐng)域的發(fā)展,。目前,,在西方發(fā)達(dá)國(guó)家輕質(zhì)碳酸鈣基本被淘汰,而納米級(jí)碳酸鈣和活性鈣的產(chǎn)量卻不斷地增長(zhǎng),,僅塑料用途方面就達(dá)900萬噸/年,。日本在納米碳酸鈣新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù),、應(yīng)用方面仍領(lǐng)先于國(guó)際?,F(xiàn)如今己有無定形、針形,、紡錘形等納米碳酸鈣產(chǎn)品,。國(guó)外納米碳酸鈣生產(chǎn)及市場(chǎng)較為成熟,己形成規(guī)?;I(yè)生產(chǎn),。
目前世界上能生產(chǎn)100nm以下的碳酸鈣主要廠家有:英國(guó)的ICI公司、法國(guó)的Solvay公司,、美國(guó)的礦物技術(shù)公司(MTI),、Pfizer公司、王子造紙公司,、Resso Wces Casbec公司,、日本的白石公司、日本丸尾鈣公司等,,產(chǎn)品主要用于橡膠,、塑料、膠粘劑(含密封膠)、涂料油漆,、涂布紙張,、油墨、殺蟲劑,、蠟制品,、搪瓷制品及化妝品等。日本是國(guó)際上開發(fā)和生產(chǎn)納米碳酸鈣最好和較早的國(guó)家,,早在四,、五十年代就生產(chǎn)出了微米級(jí)、納米級(jí)碳酸鈣,,現(xiàn)已有紡錘形,、立方形、鏈鎖形等納米級(jí)碳酸鈣產(chǎn)品及改性產(chǎn)品50余種,;美國(guó)著重于納米碳酸鈣在造紙和涂料上的應(yīng)用,;英國(guó)則主要從事填料專用納米碳酸鈣的研制,近20年來英國(guó)在汽車專用塑料用碳酸鈣中占?jí)艛嗟匚弧?/span>
三,、中國(guó)納米碳酸鈣行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)納米碳酸鈣生產(chǎn)起步較晚,,統(tǒng)計(jì)結(jié)果,我國(guó)目前共有三十幾家納米碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè),,主要為江西泰華,、恩平化工、蘭花科創(chuàng),、蒙西高新,、銅陵化工、上海華明,、重慶松山,、北京化建、盛大科技等,。且企業(yè)仍存在生產(chǎn)規(guī)模小,、工藝與設(shè)備較落后、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,、品種單一,、經(jīng)濟(jì)效益差等不足等問題。而國(guó)外納米級(jí)超細(xì)級(jí)輕鈣已形成大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),。
2013年我國(guó)納米級(jí)碳酸鈣產(chǎn)量達(dá)到147萬噸,同比增長(zhǎng)14.84%,。2014年1-6月我國(guó)納米碳酸鈣產(chǎn)量達(dá)到85萬噸,,比上年同期增長(zhǎng)15.76%。
四、中國(guó)納米碳酸鈣行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀
目前中國(guó)重質(zhì)碳酸鈣加工企業(yè)近千家,,從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看,,其年生產(chǎn)能力均超過10萬t;從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)角度來說,,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)完善,,同時(shí)可以生產(chǎn)一定程度的功能化、精細(xì)化產(chǎn)品,。該類型企業(yè)數(shù)量只占總企業(yè)數(shù)的5%左右,,而其產(chǎn)業(yè)規(guī)模占國(guó)內(nèi)納米碳酸鈣企業(yè)的30%。再者,,國(guó)內(nèi)企業(yè)缺乏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟合作發(fā)展之愿景,,企業(yè)的規(guī)模化效應(yīng)無法體現(xiàn),。
我國(guó)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中明確要求:推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整,,加快產(chǎn)品升級(jí)換代,推進(jìn)非金屬礦物精深加工,,開發(fā)專用化,、功能化品種;提高產(chǎn)業(yè)集中度,,鼓勵(lì)優(yōu)勢(shì)骨干大型企業(yè)集團(tuán)通過聯(lián)合重組等形式,,整合上下游產(chǎn)業(yè),延伸產(chǎn)業(yè)鏈,,盡快做強(qiáng)做大,。嚴(yán)格行業(yè)準(zhǔn)入,淘汰資源消耗高,、環(huán)境污染重,、不符合安全生產(chǎn)要求的企業(yè),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚升級(jí),。
五,、中國(guó)納米碳酸鈣行業(yè)未來發(fā)展前景分析
人類賴以生存的地球表層中貯藏著豐富的石灰石資源,石灰石中90%以上是碳酸鈣,。碳酸鈣作為一種復(fù)合材料的添加劑,,它是始于碳酸鈣終于碳酸鈣,無化學(xué)結(jié)構(gòu)變化,,理論上不會(huì)對(duì)生態(tài)造成人為的改變,,符合當(dāng)今世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展重視環(huán)保的新潮流。因此碳酸鈣產(chǎn)業(yè)在二十一世紀(jì)是可持續(xù)發(fā)展的“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”,。
納米碳酸鈣作為碳酸鈣系列產(chǎn)品中的高端產(chǎn)品,,將逐漸替代普通碳酸鈣,有較好的市場(chǎng)前景。未來幾年我國(guó)納米碳酸鈣的需求量年均增長(zhǎng)20%左右,。
隨著我國(guó)納米碳酸鈣產(chǎn)品規(guī)模的擴(kuò)大,,質(zhì)量的提高,成本的降低,,國(guó)產(chǎn)納米碳酸鈣的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力得到了提高,,現(xiàn)在不僅能替代進(jìn)口,而且開始出口到國(guó)際市場(chǎng),。相信不久,,我國(guó)將成為納米碳酸鈣出口大國(guó)。
由于中國(guó)納米碳酸鈣產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化速度跟不上,所以限制了它的使用范圍,同時(shí)又表現(xiàn)為進(jìn)口呈上升趨勢(shì),。隨著中國(guó)對(duì)橡膠,、塑料、造紙,、涂料,、油墨等行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高,普通碳酸鈣的市場(chǎng)將逐步萎縮,超細(xì)碳酸鈣消費(fèi)市場(chǎng)將會(huì)快速增長(zhǎng)。(來源:觀研天下)
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