碳酸钙的多领域应用
来源: | 作者:来自于网络 | 发布时间: 2026-01-24 | 305 次浏览 | 分享到:

碳酸钙作为一种储量丰富、性能优异、成本低廉的无机非金属材料,凭借其独特的物理化学性质,已广泛应用于造纸、涂料、塑料、橡胶、化学建材等多个国民经济领域。

一、碳酸钙在造纸中的应用

在造纸工业中,碳酸钙是仅次于纤维的核心原料,主要用于造纸填料和涂布颜料两大场景,对提升纸张品质、降低生产成本具有重要意义。

(一)作为造纸填料的应用

碳酸钙用作造纸填料具有显著优势:

原料来源广泛且价格亲民,可大幅降低原料成本;

    • 颗粒细腻、白度高,能显著提升纸张的不透明度,改善印刷透印问题;

    • 吸油墨速度快,可增强纸张吸墨性,优化印刷适性;

    • 能使纸张质地更柔软紧密,提升表面光泽度;

    • 在合理添加范围内,对纸张抗张强度、耐折度等核心物理强度指标影响较小。

(二)作为造纸涂布颜料的应用

纸张涂布通常采用复合配方,除碳酸钙外,还会搭配瓷土、二氧化钛、煅烧高岭土、CMC(羧甲基纤维素钠)等成分,经混合制成浆状涂料后,通过棒式气刀、刮刀等设备涂覆于纸张表层。添加碳酸钙可显著改善纸张的亮度、白度、油墨吸收性等关键性能,提升印刷效果。

二、碳酸钙在涂料中的应用

在涂料工业中,碳酸钙主要作为白色体质颜料使用,凭借其白度高、价格低、颗粒细、分散性好等优势,成为用量最大的体质颜料之一。随着环保意识的提升,水性涂料在建筑领域的应用日益广泛,而碳酸钙兼具白色、亲水、低成本的特性,更契合水性涂料的配方需求,应用占比持续提升。

(一)不同涂料类型中的应用

1. 底漆:碳酸钙的加入可增强底漆对基层表面的沉积性和渗透性,提升底漆与基层的附着力,为后续涂覆提供良好基础。

2. 腻子:腻子作为涂料体系的中间层,核心作用是填平基面,需添加大量填料。腻子中的填料以重质碳酸钙为主,搭配少量锌钡白以增强粘性、防止漆层松散,同时适量添加沉淀碳酸钙(轻质碳酸钙),提升干燥后的打磨性能。

3. 厚漆:碳酸钙可起到增稠、加厚作用,同时实现填充补平效果。厚漆生产中通常会复配重质碳酸钙和轻质碳酸钙,重质碳酸钙的添加量可达24.6%~78.5%。

4. 面漆(罩面漆):半光、无光面漆需通过添加体质颜料削减光泽,碳酸钙是理想的消光填料,可精准调控面漆光泽度,满足不同装饰需求。

三、碳酸钙在塑料中的应用

碳酸钙被广泛填充于聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等树脂中,不仅可降低生产成本,还能改善塑料制品的多项性能,拓展其应用范围。在塑料加工过程中,碳酸钙可减少树脂收缩率、改善流变状态、调控体系粘度,具体作用如下:

1. 提高尺寸稳定性

碳酸钙在塑料制品中起到“骨架支撑”作用,可显著提升制品的尺寸稳定性,减少使用过程中的变形风险。

2. 提升硬度与刚性

在塑料(尤其是软质聚氯乙烯)中,随着碳酸钙添加量的增加,制品硬度逐渐升高,伸长率则相应下降。其中,粒子细、吸油值大的碳酸钙对硬度的提升效果更显著;反之,粒子粗、吸油值小的碳酸钙提升效果较弱。在软质聚氯乙烯中,重质碳酸钙对硬度的增长率最小,轻质碳酸钙次之。

3. 提高耐热性

在普通塑料制品中添加碳酸钙,可明显提升耐热性能。例如,在聚丙烯中添加40%左右的碳酸钙,耐热温度可提升约20℃;当填充比≤20%时,耐热温度可提升8~13℃。

4. 降低生产成本

普通轻质碳酸钙、重质碳酸钙的价格远低于塑料树脂,添加碳酸钙可显著降低塑料制品成本。目前,降低成本仍是碳酸钙在塑料中应用的主要目标;未来,随着表面改性技术的进步及形状、粒度可控性的提升,碳酸钙将逐步向补强型、功能型填充剂转型。

四、碳酸钙在橡胶中的应用

碳酸钙是橡胶工业中应用最早、用量最大的填充剂之一,核心价值体现在降本、改善加工性能、提升硫化胶性能等方面,具体作用如下:

1. 降低生产成本

在橡胶制品中大量填充碳酸钙,可增加制品容积,减少天然橡胶或合成橡胶的用量,从而显著降低原料成本。

2. 改善加工性能

橡胶加工过程中,碳酸钙的添加可优化成形性能:在浅色填料中,碳酸钙的分散性最优,可与橡胶以任意比例混炼,且能兼容其他助剂,混炼操作便捷;此外,碳酸钙添加比例的变化不会影响橡胶的硫化体系,加工适配性极强。

3. 提升硫化胶性能(补强与半补强作用)

超细、微细碳酸钙填充于橡胶中,可使硫化胶的扩张强度、耐磨性、撕裂强度优于纯橡胶硫化物;且碳酸钙粒子越细,对橡胶扩张强度、撕裂强度、挠曲性的提升效果越显著。活性碳酸钙已广泛应用于天然橡胶、合成橡胶中,可大幅改善橡胶的扩张强度。

4. 调节制品硬度

在硫化橡胶中,碳酸钙可作为硬度调节剂:添加量在100份范围内时,重质碳酸钙对硬度的提升幅度小于轻质碳酸钙(沉淀碳酸钙),其中轻质碳酸钙每增加10份,硬度提升邵氏1度;微细碳酸钙、活性碳酸钙每增加10份,硬度提升邵氏2~3度。橡胶工业中常通过调整碳酸钙填充量精准调控制品硬度。

五、碳酸钙在化学建材中的应用

随着塑料工业的发展,以碳酸钙等含钙无机填充剂为主要成分、搭配少量聚烯烃树脂及其他添加剂的新型复合材料——钙塑材料应运而生,并广泛应用于建筑领域。钙塑材料兼具木材、塑料、纸张的优良特性,具备耐热、耐化学腐蚀、耐寒、隔音、防震、易加工等优势,可在包装、建材、管具等领域大量替代纸张和木材。

六、碳酸钙在油墨中的应用

油墨工业中多采用树脂酸改性的碳酸钙,其配制的油墨具有身骨好、粘性适中、印刷性能优异、稳定性高的特点;且碳酸钙颗粒细微,与其他原料相容性强,印刷品表面光滑、网点完整、遮盖力强,光泽度可与铝钡白媲美。作为填料,碳酸钙可显著提升油墨的光泽度和亮度,优化印刷效果。

结语

碳酸钙产品广泛应用于国民经济各核心领域,随着科学技术的不断进步,其产量将稳步增长,新品种不断涌现。未来,随着功能化、精细化升级,碳酸钙的应用场景将进一步拓展,其在工业生产和日常生活中的重要性将日益凸显。

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