碳酸鈣（CaCO3）是一種重要的、用途普遍的無(wú)機(jī)鹽，根據(jù)加工方式的不同通常分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣。碳酸鈣無(wú)論是重質(zhì)碳酸鈣還是輕質(zhì)碳酸鈣，是塑料工業(yè)中使用數(shù)量、應(yīng)用面廣的粉體填料。

 

一、相關(guān)概念

1、碳酸鈣。是一種無(wú)機(jī)化合物，白色粉末或無(wú)色結(jié)晶，無(wú)氣味、無(wú)味，俗稱(chēng)灰石、石灰石、石粉、大理石、方解石，是一種化合物，呈堿性，基本上不溶于水，溶于酸，存在于霰石、方解石、白堊、石灰?guī)r、大理石、石灰華等巖石內(nèi)，是重要的建筑材料，工業(yè)上用途甚廣。

2、重鈣。重質(zhì)碳酸鈣又稱(chēng)研磨碳酸鈣，簡(jiǎn)稱(chēng)重鈣，是以天然方解石、石灰石、白云石、白堊、貝殼等為原料通過(guò)物理方法加工制得。

3、輕鈣。輕質(zhì)碳酸鈣又稱(chēng)沉淀碳酸鈣，簡(jiǎn)稱(chēng)輕鈣，是用化學(xué)方法加工制得。

4、目。是指每平方英寸篩網(wǎng)上的空眼數(shù)目，50目就是指每平方英寸上的孔眼是50個(gè)，500目就是500個(gè)，目數(shù)越高，孔眼越多。

 

二、碳酸鈣在塑料中的應(yīng)用

輕質(zhì)碳酸鈣被普遍填充在聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、丙烯晴一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS）等樹(shù)脂之中，碳酸鈣的添加對(duì)提高改善塑料制品某些性能以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍有一定作用，在塑料的加工中碳酸鈣可以減少樹(shù)脂收縮，改善流，控制粘度等用途。

碳酸鈣的添加在塑料制品中起到一種骨架作用，對(duì)塑料制品尺寸的穩(wěn)定有很大作用。它可以增加塑料體積、降低產(chǎn)品成本，提高塑料的尺寸穩(wěn)定性，提高塑料的硬度和剛性，改善塑料的加工性能，提高塑料的耐熱性，改進(jìn)塑料的散光性等作用。其生產(chǎn)出的工程塑料在某些方面的強(qiáng)度超過(guò)鋼材，硬度接近玉石，具有耐磨、耐高溫、耐老化的特性，可普遍用于電子、航天、精密機(jī)械、儀器、汽車(chē)行業(yè)等領(lǐng)域。

塑料工業(yè)是碳酸鈣的重要應(yīng)用領(lǐng)域，無(wú)論是從國(guó)際還是國(guó)內(nèi)情況來(lái)看，塑料工業(yè)所用填料應(yīng)用廣的便是碳酸鈣，21世紀(jì)以來(lái)，世界塑料產(chǎn)品耗用的無(wú)機(jī)非金屬填料大約為1500萬(wàn)噸，而碳酸鈣由于擁有其他填料無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，在所耗用的各種非金屬填料中約占70％左右，即達(dá)到1000萬(wàn)多噸左右。

（一）碳酸鈣的特性

碳酸鈣在塑料中大量使用，得到塑料行業(yè)高度重視不是偶然的，相比起其它非金屬礦物粉體材料，碳酸鈣具有明顯的優(yōu)勢(shì)：

（1）價(jià)格便宜

無(wú)論是重鈣還是輕鈣在各種非礦粉體材料是價(jià)格的，也就是說(shuō)任何一種非礦粉體材料僅僅試圖替代碳酸鈣作為塑料填充料使用，而不是突顯這種粉體材料本身的特點(diǎn)，那是沒(méi)有意義的。

（2）色澤好，易著色

且可以做淺色塑料制品。不足之處是著色的塑料制品色澤不夠鮮艷，在多數(shù)情況下還是可以接受的。

（3）硬度低

其莫氏硬度為3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于制造加工機(jī)械設(shè)備與模具所用鋼材（如氮化鋼、高速鋼）的硬度，因此填充塑料對(duì)所接觸的設(shè)備部件（螺桿、螺筒等）和模具的磨損較輕。

（4）熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性良好

在碳酸鈣的熱分解溫度在800℃以上，在所有的塑料加工溫度下（300℃以下）都不會(huì)發(fā)生熱分解。碳酸鈣是強(qiáng)堿弱酸鹽，除遇酸性介質(zhì)外，其化學(xué)穩(wěn)定性良好。

（5）易干燥，無(wú)結(jié)晶水，吸附的水分通過(guò)加熱容易除去。

（6）無(wú)毒、無(wú)刺激性、無(wú)味

特別是我國(guó)的方解石、大理石、石灰石資源豐富，可選擇余地大，絕大多數(shù)資源品質(zhì)優(yōu)良，特別是重金屬含量極低，達(dá)到國(guó)家衛(wèi)生級(jí)要求。

 

（二）怎么選擇好的碳酸鈣？

了解了碳酸鈣本身的特性以及碳酸鈣對(duì)填充塑料性能的影響之后，提出對(duì)塑料用碳酸鈣的基本要求就比較簡(jiǎn)單了。

1、碳酸鈣含量要高，硅、鐵等元素的化合物要盡量低，有害重金屬元素含量更要嚴(yán)格要求。

2、白度要盡可能高。無(wú)論重鈣還是輕鈣，其白度主要取決于資源。對(duì)于塑料材料來(lái)說(shuō)，白度高低并不影響材料的力學(xué)性能和加工性能，但白度高給人的感覺(jué)好，同樣的性能白度高的更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3、吸油值越低越好。100g粉體材料所能吸收的鄰苯二甲酸丁二醇酯（DBP）的量稱(chēng)之為該材料的吸油值。

對(duì)于某些塑料制品，如軟質(zhì)聚氯乙烯、人造革、電纜料等，需使用增塑劑，碳酸鈣吸油值越高，越易將增塑劑吸附到填料中，使其失去增塑樹(shù)脂的作用，從而為達(dá)到一定的柔軟度需加大增塑劑用量，造成成本上升。通過(guò)對(duì)碳酸鈣表面處理，將碳酸鈣顆粒表面包覆，可以降低其吸油值。例如，經(jīng)偶聯(lián)劑處理的輕質(zhì)碳酸鈣其吸油值可從92.91g/100g降至49.33g/100g。

4、細(xì)度要適當(dāng)，并非越細(xì)越好，粒徑分布也要因需而定。

5、活化不活化要應(yīng)依下游用戶(hù)需求而定。