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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(chēng)超微細(xì)碳酸鈣,。標(biāo)準(zhǔn)的名稱(chēng)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(lái)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(guān)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(shù)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(jiàn)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(chēng)。石灰?guī)r在人類(lèi)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(kāi)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(mén)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(wàn)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(mǎn)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(kāi)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(wàn)噸為大型,、4000~8000萬(wàn)噸為中型,、小于4000萬(wàn)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(wàn)噸左右。據(jù)專(zhuān)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(wàn)噸、亞太地區(qū)將以每年30萬(wàn)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(xiàn),、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(chē)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(méi)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(guān)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(xiàn),、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(shù)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(shù)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(chē)配件等橡膠制品中,。
應(yīng)用特性:經(jīng)過(guò)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(méi)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(kāi)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(guān)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(lèi)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(kāi)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(kāi)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(xiāo),。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(wú)定形方向轉(zhuǎn)變,這一切無(wú)不說(shuō)明日本在碳酸鈣技術(shù)上領(lǐng)先位置,。
近年來(lái),,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(wàn)噸/年。日本在納米碳酸鈣新產(chǎn)品開(kāi)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(wú)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(chǎng)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(chóng)劑、蠟制品,、搪瓷制品及化妝品等,。日本是國(guó)際上開(kāi)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(zhuān)用納米碳酸鈣的研制,,近20年來(lái)英國(guó)在汽車(chē)專(zhuān)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(wèn)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(wàn)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(wàn)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(lái)看,其年生產(chǎn)能力均超過(guò)10萬(wàn)t,;從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)角度來(lái)說(shuō),,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(lèi)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)?;?yīng)無(wú)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(kāi)發(fā)專(zhuān)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(guò)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(lái)發(fā)展前景分析
人類(lèi)賴(lài)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(wú)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(lái)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(kāi)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(lái)源:觀(guān)研天下)
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