造紙用碳酸鈣產品技術4大發展趨勢

碳酸鈣作為重要的造紙填料和涂布顏料，均顯示其獨有的優越性，具有繼續蓬勃發展的潛力。隨著造紙行業對產品質量的要求越來越嚴格，產品類型也越來越多樣化，表面改性、納米化、專用化和開發碳酸鈣新產品等將成為碳酸鈣產品技術發展的新方向。

1、表面改性

碳酸鈣屬于無機物，顆粒表面是極性的，親水疏油，并具有團聚性，與有機高聚物相容性差，在高聚物基料中分散不均勻，結合力低，容易產生界面缺陷，導致產品質量不穩定。未經表面改性處理的碳酸鈣作為造紙填料，具有與紙漿纖維的相容性和結合力差、在紙張中留著率低、使紙張的機械強度下降等缺點。因此，碳酸鈣需要進行表面改性才能更好地用于造紙行業中。

碳酸鈣的表面改性工藝主要有干法改性工藝、濕法改性工藝和原位改性工藝三種。一般采用干法粉磨制備的重質碳酸鈣采用干法改性工藝，采用濕法粉磨制備的重鈣采用濕法改性工藝。輕質碳酸鈣采用化學法制備，一般使用原位改性工藝。造紙用碳酸鈣表面改性常用的改性劑主要有偶聯劑、聚合物、無機物等。

2、納米化

在造紙過程中加入納米碳酸鈣填料后，紙張具有以下特性：可以減緩紙張的老化，使紙張得以保存更長的時間；使紙張能夠吸收一定的紫外線；使紙張既不容易發黃又不容易發脆，并且具有良好的隔離性能等。

納米碳酸鈣用作造紙涂布顏料，有利于改善涂布紙的光澤度、白度和涂層的色相；可以保證白色顏料顏色的純正；有利于提高紙張的不透明度、光澤及印刷光澤度等光學性質；能夠改變涂料制備液的流變性能；實現涂料加工紙的功能化，如絕緣、導電、抗菌性能等。

納米碳酸鈣作為造紙填料，一般用在特殊紙制品的制作方面，如尿不濕、衛生巾、彩噴打印紙、紙巾及透氣膜等。

3、專用化

不同的紙張的性質不同，需要的碳酸鈣特性也不相同。為了提高經濟價值，可以針對某一種紙張開發對應的碳酸鈣產品，使之在滿足使用要求的情況下降低生產成本。

高檔卷煙紙要求作為填料的輕質碳酸鈣，應具有較完整的紡錘形晶型，晶粒均勻、整齊；其粒徑主要分布在1~2μm左右，沒有大粒徑顆粒（＞5μm）；且在紙漿中分散結合性能好。

4、開發碳酸鈣新產品

（1）混合碳酸鈣

混合碳酸鈣(HCC)是先用離子聚合物將研磨碳酸鈣和氧化鈣的混合物制備成先凝聚體，再用二氧化碳對先凝聚體進行處理，在GCC之間形成新的碳酸鈣，最終形成碳酸鈣產品。后混合碳酸鈣制備過程與HCC制備過程大致相同，只是先凝聚體僅由研磨碳酸鈣形成，研磨碳酸鈣先凝聚體制備完成后，加入與HCC工藝等量的氧化鈣，再注入二氧化碳。在GCC先凝聚體的外側形成新的碳酸鈣，最終形成的碳酸鈣產品即為后混合碳酸鈣(PostHCC或pHCC)。

當HCC用作印刷紙張填料時，紙張具有高亮度、良好的表面平滑度、高體積、高剛度和高抗拉強度等特點。當對含有HCC的紙張施加更高的濕壓壓力時，與含GCC的紙張相比，可以獲得更高的干度，從而顯著降低干燥能量，降低溫室氣體，并節省造紙廠的生產成本。HCC在水中湍流條件下，比預凝GCC(pGCC)更穩定。由于HCC可以使紙張具有高體積、高剛度、高抗拉強度而不失去平滑度，HCC有望應用于開發高加填印刷紙張。

（2）碳酸鈣晶須

碳酸鈣晶須屬文石型碳酸鈣晶型結構，擁有彈性模量高、耐熱、耐磨和隔熱等良好的性能，并且具有晶須材料的長徑比大、纖維短、直徑小（微米級）和強度高等特性。其被廣泛應用于造紙、水泥材料、建筑材料、涂料和汽車制造材料等領域中。

碳酸鈣晶須具有特殊纖維狀形貌，并且生產成本低、來源廣泛、產品綠色環保。相比納米碳酸鈣，其發生團聚的可能性較小，可以更有效地發揮增韌和增強的作用。碳酸鈣晶須具有特殊的柱狀方向性，白度和填充性高，用于造紙填料時，在原紙表面平行而緊密地排列。因此，與使用粒狀碳酸鈣相比，其能使紙張具有更優良的質量指標。

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