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一、作為體質(zhì)顏料的核心作用

1. 降低成本，調(diào)節(jié)顏料濃度

• 替代高價顏料：碳酸鈣價格低廉（約 200~800 元 / 噸），可替代部分著色顏料（如鈦白粉、有機(jī)顏料），降低配方成本。例如，在乳膠漆中，碳酸鈣可替代 30%~50% 的鈦白粉，同時保持漆膜遮蓋力。
• 調(diào)整色漿濃度：在油墨或塑料色母粒中，碳酸鈣作為稀釋劑，可調(diào)節(jié)顏料的著色強(qiáng)度（色濃度），避免顏色過深或過艷，同時改善加工流動性。

2. 改善顏料物理性能

• 增強(qiáng)遮蓋力與光澤度：
  • 碳酸鈣的折射率（1.59）與多數(shù)成膜物質(zhì)（如樹脂）接近，分散后可通過 “光散射效應(yīng)” 增強(qiáng)漆膜或制品的遮蓋力。例如，在白色涂料中，碳酸鈣與鈦白粉復(fù)配使用，可提升整體遮蓋效率（比單一鈦白粉體系節(jié)省 10%~20% 顏料用量）。
  • 超細(xì)碳酸鈣（粒徑 < 1μm）可填充顏料顆粒間隙，使涂層表面更光滑，提升光澤度（光澤值提高 10~15GU）。
• 調(diào)節(jié)涂料稠度與流平性：
  • 碳酸鈣的吸油量（15~30mL/100g）低于多數(shù)顏料（如炭黑吸油量 > 100mL/100g），可降低涂料體系的粘度，改善施工時的刷涂性或噴涂霧化效果。
  • 在厚漿型涂料（如地坪漆）中，碳酸鈣作為骨料增加涂料觸變性，防止流掛，同時提高涂層厚度（干膜厚度可增加 20~30μm）。

3. 提升體系穩(wěn)定性

• 化學(xué)惰性與 pH 緩沖作用：碳酸鈣為堿性填料（pH≈9~10），可中和涂料中殘留的游離酸（如丙烯酸樹脂合成中的未反應(yīng)單體），防止顏料因酸性環(huán)境發(fā)生絮凝或變色（如鐵紅顏料遇酸褪色）。
• 抗沉降與防結(jié)塊：碳酸鈣顆粒的表面粗糙度可增加顏料漿的內(nèi)摩擦力，抑制顏料顆粒沉降（沉降體積比降低 30%~50%），尤其適合高固體分涂料或長期儲存的色漿。

二、功能性應(yīng)用場景

1. 涂料領(lǐng)域

• 乳膠漆（內(nèi)墻 / 外墻）：
  • 作用：作為主填料（添加量 20%~40%），提升漆膜硬度（鉛筆硬度從 HB 提升至 2H）、耐擦洗性（≥10000 次），并降低成本。
  • 選型：內(nèi)墻漆常用輕質(zhì)碳酸鈣（粒徑 1~5μm，白度≥95%），追求高白度和細(xì)膩手感；外墻漆多用活性重質(zhì)碳酸鈣（表面經(jīng)硅烷改性），增強(qiáng)耐候性（耐人工老化≥500h）。
• 工業(yè)涂料（如鋼結(jié)構(gòu)防腐漆）：
  • 作用：與磷酸鋅、三聚磷酸鋁等防銹顏料復(fù)配，填充涂層孔隙，延緩腐蝕介質(zhì)滲透（腐蝕速率降低 40%~60%）。
  • 特殊要求：需控制碳酸鈣鐵含量（Fe?O?≤0.1%），避免加速金屬基材電化學(xué)腐蝕。

2. 油墨領(lǐng)域

• 膠印油墨 / 凹印油墨：
  • 作用：作為填充劑（添加量 10%~25%），調(diào)節(jié)油墨粘度（如從 5000mPa?s 降至 3000mPa?s），改善紙張吸附性，防止透印（墨層干燥后背面滲色等級≤1 級）。
  • 選型：選用超細(xì)活性碳酸鈣（粒徑 < 0.5μm），避免粗顆粒劃傷印版，同時提升油墨透明度（適用于疊印工藝）。
• 食品包裝油墨：需使用食品級碳酸鈣（重金屬含量≤10ppm），滿足 FDA 或 GB 9685-2016 標(biāo)準(zhǔn)，確保安全性。

3. 塑料與橡膠著色

• 塑料色母粒：
  • 作用：在 PE、PP 色母粒中添加 10%~30% 碳酸鈣，降低顏料團(tuán)聚風(fēng)險，提升分散均勻性（色差值 ΔE≤1.0），同時改善母粒的擠出加工穩(wěn)定性（熔體流動速率波動≤5%）。
  • 案例：白色 PP 打包帶色母粒中，碳酸鈣與鈦白粉按 3:1 比例復(fù)配，成本降低 20%，拉伸強(qiáng)度保持≥200MPa。
• 橡膠制品（如輪胎、膠管）：
  • 作用：作為增量填料（添加量 15%~25%），降低橡膠配方成本，同時提高制品挺性（如膠管硬度從邵氏 A 60 提升至 70），并輔助補(bǔ)強(qiáng)（與炭黑并用時，扯斷伸長率下降≤10%）。

三、碳酸鈣類型與性能要求

1. 關(guān)鍵指標(biāo)對比

2. 特殊性能要求

• 白度：用于白色顏料時，白度需≥93%（ISO 亮度），避免影響顏色純凈度。
• 分散性：在溶劑型涂料中，碳酸鈣需通過親油性改性（如鋁酸酯偶聯(lián)劑），防止在油性體系中絮凝（分散指數(shù)≤1.2）。
• 雜質(zhì)控制：鐵（Fe）、錳（Mn）等金屬離子含量需≤0.01%，避免催化顏料氧化（如導(dǎo)致有機(jī)顏料黃變）。

四、配方設(shè)計(jì)要點(diǎn)與協(xié)同作用

1. 與著色顏料的復(fù)配原則

• 遮蓋力疊加效應(yīng)：鈦白粉（高折射率）與碳酸鈣（低吸油量）復(fù)配時，最佳比例為鈦白粉：碳酸鈣 = 1:2~1:3，可使遮蓋力達(dá)到理論最大值（比單一鈦白粉提升 15%~20%）。
• 顏色穩(wěn)定性：在藍(lán)色或綠色顏料中，避免使用含鎂的碳酸鈣（如大理石來源的鈣），防止鎂離子與銅酞菁顏料反應(yīng)導(dǎo)致色相偏移（ΔE≥2.0）。

2. 助劑協(xié)同使用

• 分散劑：在高填充顏料體系（如碳酸鈣含量 > 30%）中，添加聚丙烯酸鈉或脂肪酸類分散劑（用量 0.5%~1%），降低體系粘度（降幅可達(dá) 40%），改善研磨效率（分散時間縮短 30%）。
• 流變助劑：搭配膨潤土或氣相二氧化硅，提升碳酸鈣的抗沉降能力（沉降高度≤5mm/24h），適用于厚漿型涂料。
• 表面改性劑：在塑料色母粒中，碳酸鈣與顏料共同包覆硅烷偶聯(lián)劑，可增強(qiáng)填料 - 樹脂界面結(jié)合力，減少色母粒在成型過程中的 “析出” 現(xiàn)象（析出量≤0.05mg/cm2）。

五、常見問題與解決方案

總結(jié)