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我国纳米碳酸钙行业现状与未来投资前景

时间:2018-4-22 14:47:53 点击:891

  核心提示:我国纳米碳酸钙行业现状与未来投资前景一、纳米碳酸钙行业概述  1.纳米碳酸钙的定义  纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料,其粒度介于0.01~0.1μm之间。由于纳米碳酸钙粒子的超细化,其晶体结构和表面电子结构发生变化,...

我国纳米碳酸钙行业现状与未来投资前景
一、纳米碳酸钙行业概述
  1.纳米碳酸钙的定义
  纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料,其粒度介于0.01~0.1μm之间。由于纳米碳酸钙粒子的超细化,其晶体结构和表面电子结构发生变化,产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应。
  2.纳米碳酸钙的特点
  纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品。可改善塑料母料的流变性,提高其成型性。用作塑料填料具有增韧补强的作用,塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量,热变形温度和尺寸稳定性,同时还赋予塑料滞热性。纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性和透明性和极好的光泽、及优异的油墨吸收性和高干燥性。纳米碳酸钙在树脂型油墨中作油墨填料,具有稳定性好,光泽度高,不影响印刷油墨的干燥性能.适应性强等优点。
  3.我国纳米碳酸钙行业产业链分析
  上游行业:
  石灰是常见的一种非金属矿产,是用途极广的宝贵资源。石灰石是以石灰岩作为矿物原料的商品名称。石灰岩在人类文明史上,以其在自然界中分布广、易于获取的特点而被广泛应用。作为重要的建筑材料有着悠久的开采历史,在现代工业中,石灰石是制造水泥、石灰、电石的主要原料,是冶金工业中不可缺少的熔剂灰岩。
  我国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一,除上海、香港、澳门外,在各省、直辖市、自治区均有分布。据原国家建材局地质中心统计,全国石灰岩分布面积达43.8万KM2(未包括西藏和台湾),约占国土面积的1/20,其中能供做水泥原料的石灰岩资源量约占总资源量的1/4~1/3。为了满足环境保护、生态平衡,防止水土流失,风景旅游等方面的需要,特别是随着我国小城镇建设规划的不断完善和落实,可供水泥石灰岩的开采量还将减少。
  其中大型矿床257处、中型481处、小型486处(矿石储量大于8000万吨为大型、4000~8000万吨为中型、小于4000万吨为小型),共计保有矿石储量542亿吨,其中石灰岩储量504亿吨,占93%;大理岩储量38亿吨,占7%。保有储量广泛分布于除上海市以外29个省、直辖市、自治区,其中陕西省保有储量49亿吨,为全国之冠;其余依次为安徽省、广西自治区、四川(含重庆市)省,各保有储量34~30亿吨;山东、河北、河南、广东、辽宁、湖南、湖北7省各保有储量30~20亿吨;黑龙江、浙江、江苏、贵州、江西、云南、福建、山西、新疆、吉林、内蒙古、青海、甘肃13省各保有储量20~10亿吨;北京、宁夏、海南、西藏、天津5省各保有储量5~2亿吨。
  从当前国内外石灰石需求情况看,全世界每年需求量约为12亿吨左右,但80%为普通用途。优质石灰因资源少,产量低,市场缺口较大。近几年,亚太地区各国因其国内石灰石资源不足,每年要从中国进口石灰石110万吨左右。据专家预测,对优质石灰石的需求量,国内将以每年25万吨、亚太地区将以每年30万吨的速度增加。
  下游行业:
  纳米碳酸钙在国外已有五十年的应用历史,广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业。
  纳米碳酸钙行业下游应用分析
  下游行业 应用
  PVC型材,管材;电线、电缆外皮胶粒;PVC薄膜(压延膜)的生产,造鞋业制造(如PVC鞋底及装饰用贴片)等。适合用于工程塑料改性、PP、PE、PA、PC等。
  天然胶,丁腈,丁苯,混炼胶等,适用于轮胎、胶管、胶带以及油封、汽车配件等橡胶制品中。
  硅酮、聚流、聚氨酯、环氧等密封结构胶。
  颜料填充剂,具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点,纳米碳酸钙具有空间位阻效应,在制漆中,能使配方密度较大的立德粉悬浮,起防沉降作用。制漆后,漆膜白度增加,光泽高,而遮盖力却不下降。
  使用纳米碳酸钙所配置的油墨,身骨及粘性较好,故具有良好的印刷性能;稳定性好;干性快且没有相反作用;由于颗粒小,故印品光滑,网点完整,可以提高油墨的光洁度,适用于高速印刷。
  卷烟纸、记录纸、簿页印刷纸、高白度铜版纸以及高档卫生巾、纸尿布等。造纸中加入纳米碳酸钙可以提高纸张的松密度、表观细腻性、吸水性;提高特种纸的强度、高速印刷性;调节卷烟纸的燃烧速度。
  应用在饲料行业,可作为补钙剂,增加饲料含钙量。在化妆品中使用,由于其纯度高,白度好,粒度小,可以部分替代钛白粉,在牙膏中添加纳米碳酸钙可以改善其挤出性能。 塑料行业 橡胶 密封胶粘材料 涂料 油墨 造纸 其他行业。
  塑料
  主要应用范围:PVC型材,管材;电线、电缆外皮胶粒;PVC薄膜(压延膜)的生产,造鞋业制造(如PVC鞋底及装饰用贴片)等。适合用于工程塑料改性、PP、PE、PA、PC等。
  应用特性:由于活性纳米碳酸钙表面亲油疏水,与树脂相容性好,能有效提高或调节制品的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度;改善加工性能,改善制品的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性具有填充及增强、增韧的作用,能取代部分价格昂贵的填充料及助济,减少树脂的用量,从而降低产品生产成本,提高市场竞争力。
  纳米碳酸钙在橡胶中具有空间立体结构、又有良好的分散性,具有良好的半补强作用。
  应用范围:天然胶,丁腈,丁苯,混炼胶等,适用于轮胎、胶管、胶带以及油封、汽车配件等橡胶制品中。
  应用特性:经过表面改性处理后的纳米碳酸钙与橡胶有很好的相容性,具有补强、填充、调色、改善加工艺和制品的性能,可使橡胶易混炼、易分散,混炼后胶质柔软,橡胶表面光滑;可使制品的延伸性、抗张强度、撕裂强度等有本质的提高;可以降低含胶率或部分取代钛白粉、白炭黑等价格昂贵的白色填料,提高产品的市场竞争力。
  密封胶粘材料
  应用范围:硅酮、聚流、聚氨酯、环氧等密封结构胶。
  应用特性:应用于密封胶粘材料中,与胶料有很好的亲和性,可以加速胶的交联反应,大大改善体系的触变性,增强尺寸稳定性,提高胶的机械性能,且添加量大,达到填充及补强双重作用。同时,它能使胶料表面光亮细腻。
  涂料
  可作为颜料填充剂,具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点,纳米碳酸钙具有空间位阻效应,在制漆中,能使配方密度较大的立德粉悬浮,起防沉降作用。制漆后,漆膜白度增加,光泽高,而遮盖力却不下降,这一特性使其在涂料工业被大量推广应用。
  应用范围:水性涂料和油性涂料。
  应用特性:大大改善体系的触变性,可显著提高涂料的附着力,耐洗刷性,耐沾污性,提高强度和表面光洁度,并具有很好的防沉降作作用。部分取代钛白粉,降低成本。
  油墨
  应用范围:适用于平版胶印油墨、凹版印刷油墨等。
  应用特性:使用纳米碳酸钙所配置的油墨,身骨及粘性较好,故具有良好的印刷性能;稳定性好;干性快且没有相反作用;由于颗粒小,故印品光滑,网点完整,可以提高油墨的光洁度,适用于高速印刷。
  造纸业是纳米碳酸钙最具开发潜力的市场。
  应用范围:卷烟纸、记录纸、簿页印刷纸、高白度铜版纸以及高档卫生巾、纸尿布等。
  应用特性:造纸中加入纳米碳酸钙可以提高纸张的松密度、表观细腻性、吸水性;提高特种纸的强度、高速印刷性;调节卷烟纸的燃烧速度。
  其他行业
  纳米碳酸钙应用在饲料行业,可作为补钙剂,增加饲料含钙量。在化妆品中使用,由于其纯度高,白度好,粒度小,可以部分替代钛白粉,在牙膏中添加纳米碳酸钙可以改善其挤出性能。
  随着我国橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等工业的迅速发展,产品质量和行业标准的不断提高,纳米碳酸钙将被大量使用在各行业中,替代进口同类产品。
  二、全球纳米碳酸钙行业发展回顾
  世界碳酸钙工业己有160多年的历史。早在1850年,英国伯翰斯特奇公司(J&E Sturge)已开始用碳酸钠和氯化钙为原料生产出沉淀CaCO3。之后,日本在碳酸钙改性技术方面取得一系列进展。1909年,白石恒二基于廉价的石灰石等原料,发明了“二氧化碳法”,为沉淀碳酸钙的生产应用开辟了广阔的前景。1927年,白石恒二研制出硬脂酸钠活性碳酸钙“白艳华”,从而大大拓展了沉淀碳酸钙的应用领域,至今在世界填料市场上仍较畅销。二十世纪三十年代到九十年代,日本在超细活性碳酸钙研制方面不断推陈出新,研制出的碳酸钙尺寸从80 nm到5 nm,呈细化趋势,外形则从立方形到无定形方向转变,这一切无不说明日本在碳酸钙技术上领先位置。
  近年来,随着纳米技术的出现,碳酸钙进入了纳米时代,并带动了造纸、塑料、橡胶、高档涂料等领域的发展。目前,在西方发达国家轻质碳酸钙基本被淘汰,而纳米级碳酸钙和活性钙的产量却不断地增长,仅塑料用途方面就达900万吨/年。日本在纳米碳酸钙新产品开发、生产技术、应用方面仍领先于国际。现如今己有无定形、针形、纺锤形等纳米碳酸钙产品。国外纳米碳酸钙生产及市场较为成熟,己形成规模化工业生产。
  目前世界上能生产100nm以下的碳酸钙主要厂家有:英国的ICI公司、法国的Solvay公司、美国的矿物技术公司(MTI)、Pfizer公司、王子造纸公司、Resso Wces Casbec公司、日本的白石公司、日本丸尾钙公司等,产品主要用于橡胶、塑料、胶粘剂(含密封胶)、涂料油漆、涂布纸张、油墨、杀虫剂、蜡制品、搪瓷制品及化妆品等。日本是国际上开发和生产纳米碳酸钙最好和较早的国家,早在四、五十年代就生产出了微米级、纳米级碳酸钙,现已有纺锤形、立方形、链锁形等纳米级碳酸钙产品及改性产品50余种;美国着重于纳米碳酸钙在造纸和涂料上的应用;英国则主要从事填料专用纳米碳酸钙的研制,近20年来英国在汽车专用塑料用碳酸钙中占垄断地位。
  三、中国纳米碳酸钙行业发展状况
  我国纳米碳酸钙生产起步较晚,统计结果,我国目前共有三十几家纳米碳酸钙生产企业,主要为江西泰华、恩平化工、兰花科创、蒙西高新、铜陵化工、上海华明、重庆松山、北京化建、盛大科技等。且企业仍存在生产规模小、工艺与设备较落后、产品质量不稳定、品种单一、经济效益差等不足等问题。而国外纳米级超细级轻钙已形成大规模工业化生产。
  2013年我国纳米级碳酸钙产量达到147万吨,同比增长14.84%。2014年1-6月我国纳米碳酸钙产量达到85万吨,比上年同期增长15.76%。
  四、中国纳米碳酸钙行业竞争现状
  目前中国重质碳酸钙加工企业近千家,从产业规模来看,其年生产能力均超过10万t;从产品结构角度来说,产品结构相对完善,同时可以生产一定程度的功能化、精细化产品。该类型企业数量只占总企业数的5%左右,而其产业规模占国内纳米碳酸钙企业的30%。再者,国内企业缺乏产业联盟合作发展之愿景,企业的规模化效应无法体现。
  我国“十二五”发展规划中明确要求:推进结构调整,加快产品升级换代,推进非金属矿物精深加工,开发专用化、功能化品种;提高产业集中度,鼓励优势骨干大型企业集团通过联合重组等形式,整合上下游产业,延伸产业链,尽快做强做大。严格行业准入,淘汰资源消耗高、环境污染重、不符合安全生产要求的企业,促进产业集聚升级。
  五、中国纳米碳酸钙行业未来发展前景分析
  人类赖以生存的地球表层中贮藏着丰富的石灰石资源,石灰石中90%以上是碳酸钙。碳酸钙作为一种复合材料的添加剂,它是始于碳酸钙终于碳酸钙,无化学结构变化,理论上不会对生态造成人为的改变,符合当今世界产业发展重视环保的新潮流。因此碳酸钙产业在二十一世纪是可持续发展的“朝阳产业”。
  纳米碳酸钙作为碳酸钙系列产品中的高端产品,将逐渐替代普通碳酸钙,有较好的市场前景。未来几年我国纳米碳酸钙的需求量年均增长20%左右。
  随着我国纳米碳酸钙产品规模的扩大,质量的提高,成本的降低,国产纳米碳酸钙的市场竞争力得到了提高,现在不仅能替代进口,而且开始出口到国际市场。相信不久,我国将成为纳米碳酸钙出口大国。
  由于中国纳米碳酸钙产品产业化速度跟不上,所以限制了它的使用范围,同时又表现为进口呈上升趋势。随着中国对橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等行业产品质量的要求不断提高,普通碳酸钙的市场将逐步萎缩,超细碳酸钙消费市场将会快速增长。
 
    碳酸钙在食品行业的应用主要以食品添加剂的方式加入食品当中,作为食品营养强化剂、改良剂等等,用于食品添加剂的碳酸钙可以是沉淀法制的食品级碳酸钙,也可以是和粉碎石灰石、方解石以及牡蛎壳等制的品级碳酸钙重质碳酸钙。

碳酸钙在食品行业的应用举例
1、用作食品营养强化剂
    碳酸钙可以作为食品的营养强化剂,大家经常食用的补钙产品主要成分就是—碳酸钙,有些就是直接采用的重质碳酸钙做补钙剂。
     常见的含钙食品如:高钙奶,高钙饼干、高钙挂面、钙糖果等,还有营养强化小麦粉也都是添加碳酸钙做补钙剂,其中不少食品的补钙剂使用的就是石灰石经过粉碎到一定的细度碳酸钙产品。
 
    此外,碳酸钙还是是高纯度药品级柠檬酸钙、乳酸钙、柠檬酸-苹果酸钙、葡萄糖酸钙等有机钙盐的理想反应原料,满足国际市场客户对产品低铅和低杂质含量的严格要求。
 
2、面粉蓬松剂及酵母营养物调节剂
     碳酸钙在添加到面粉里除了可以起到钙强化的作用外,还可以起到面粉增白的作用,改善面粉外观,配制复合膨松剂时可添加适量碳酸钙,因此在一些面粉制品中加入适量的碳酸钙可以起到增白和膨松的作用。
     此外,碳酸钙还可以作为氢离子调节剂,可作为制造面包过程中酵母营养物的面团调节剂,通常在面粉中使用理论钙含量的0.25%以下,粒径5μm左右。
 
3、用于酒类的脱酸
    酿造葡萄酒时对酸度过高的果汁(1.5%以上),可用碳酸钙(或碳酸钾)除去部分酸。每100L葡萄汁除去0.1%的酸,需加66g碳酸钙。可在发酵完毕后除酸。
 
     其工作原理是碳酸钙与酒石酸形成就是酒石酸钙沉淀与酒桶底部,从而将酒石酸与酒分离,从而酸与酒分离便于分离。
 
5、胶姆糖助剂
     胶姆糖即胶姆基糖果,又叫咀嚼树胶或嚼胶,英文名Chewing Gum。一个好的胶姆糖产品是由多种食品添加剂如胶姆基料胶姆糖基础剂、甜味剂、香精、乳化剂、软化剂、填充剂复配而成。
 
    作为填充剂用的细粉末的碳酸钙或滑石粉都可以适当地抑制口香糖的弹性,同时也可防止口香糖本身的粘着性。
来源:桂林金山化工 原文链接:http://www.gljinshan.com/shows.php?id=85

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