中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在橡膠工業(yè)中，碳酸鈣是僅次于炭黑、白炭黑的第三大無(wú)機(jī)填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑。近兩年，為減少碳排放量和其炭黑過度釋放造成的環(huán)境問題，碳酸鈣在橡膠中的應(yīng)用受到了更多的關(guān)注。

碳酸鈣在橡膠中的作用是什么呢？

作為填充劑碳酸鈣能夠增大橡膠的體積，降低制品的成本，改善加工工藝性能，而又不明顯影響橡膠制品性能。作為補(bǔ)強(qiáng)劑碳酸鈣可以使硫化膠的耐磨性、抗撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、模量、抗溶脹性等性能獲得較大提高。

那究竟什么樣的碳酸鈣是橡膠的填充劑，什么樣的碳酸鈣是橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑呢？這其中，尚不存在嚴(yán)格或標(biāo)準(zhǔn)的劃分。

輕鈣是橡膠工業(yè)較為普遍使用的填充增量劑，填充量大、易擠出、光澤性好，硬度低、伸長(zhǎng)率大，力學(xué)性能可超過陶土達(dá)到半軟質(zhì)炭黑的水平�；钚约{米鈣，既能能夠用作膠料的填充劑，同時(shí)具有較高的補(bǔ)強(qiáng)性能，能提升橡膠的耐磨性、抗撕裂強(qiáng)度、模量等性能，也可以降低生產(chǎn)成本。重鈣，在橡膠中填充性能突出，容易混合分散，配合量可達(dá)橡膠量的100%~250%，是橡膠工業(yè)中主要的低成本填充材料。

碳酸鈣

表Ⅰ《HG/T2226-2010普通工業(yè)沉淀碳酸鈣》——橡膠、塑料用普通輕質(zhì)碳酸鈣指標(biāo)要求

表Ⅱ《HG/T2776-2010工業(yè)微細(xì)沉淀碳酸鈣和工業(yè)微細(xì)活性沉淀碳酸鈣》——橡膠、塑料、紙張等工業(yè)用微細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣

表Ⅲ《HG/T2567-2006工業(yè)活性沉淀碳酸鈣》——塑料、橡膠、有機(jī)樹脂等工業(yè)用活性輕質(zhì)碳酸鈣指標(biāo)要求

表Ⅳ《HG/T2776-2010工業(yè)微細(xì)沉淀碳酸鈣和工業(yè)微細(xì)活性沉淀碳酸鈣》——橡膠、塑料、紙張等工業(yè)用微細(xì)活性輕質(zhì)碳酸鈣指標(biāo)要求

表Ⅴ《HG/T3249.4-2013橡膠工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈣》質(zhì)量指標(biāo)要求

納米碳酸鈣兼具填充和補(bǔ)強(qiáng)兩方面作用，近年來(lái)受到許多關(guān)注。但在實(shí)際應(yīng)用中改性工作往往面臨困難。納米碳酸鈣表面能高，易形成穩(wěn)定的聚集體，使這些填料的分布不良。另外，大多數(shù)橡膠是疏水性的，而這些填料則是親水性的，需要進(jìn)行表面處理/改性以降低填料的親水性，從而改善填料與聚合物的相互作用。

橡膠用碳酸鈣要如何改性？

近年來(lái)，粉體表面改性技術(shù)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)技術(shù)之一。其中，表面包覆改性是表面改性技術(shù)中重要的一種。包覆，又被稱為涂覆或涂層，是利用無(wú)機(jī)物或有機(jī)物對(duì)礦粒表面進(jìn)行包覆以達(dá)到改性的方法。

碳酸鈣粉體的表面包覆也是根據(jù)需要在其表面引入一層包覆層，這樣改性后的碳酸鈣可以看成是由“核層”和“殼層”組成的復(fù)合粉體。通過在碳酸鈣表面涂敷一層化學(xué)組成不同的覆蓋層（如炭黑），能夠使其與橡膠具有良好的分散性、相容性等。不同粉體包覆改性工藝，可以針對(duì)性提高其熱、機(jī)械及化學(xué)穩(wěn)定性，改變其光、磁、電、催化、親水、疏水以及燒結(jié)特性，提高其抗腐蝕性、耐久性和使用壽命等。

河北立信新材料科技有限公司公布了一種橡膠專用輕質(zhì)碳酸鈣的制備方法。該技術(shù)通過控制納米碳酸鈣的制備過程，獲得了具有鏈狀晶型結(jié)構(gòu)的碳酸鈣，并在碳酸鈣表面形成炭黑層，獲得與橡膠有良好相容性的活性表層。包覆后的碳酸鈣，表面能有所降低，不易發(fā)生團(tuán)聚，比表面積明顯增大，分散性良好。

橡膠用碳酸鈣技術(shù)研究成果

在橡膠生產(chǎn)過程中，碳酸鈣發(fā)揮作用也是較為復(fù)雜的過程，整體而言在諸多工藝控制之下，主要達(dá)成補(bǔ)強(qiáng)、填充、調(diào)色、改善工藝、提升制品性能、降低含膠率或取代部分白炭黑、鈦白粉等目的。

李冠韜等提供一種橡膠專用輕質(zhì)碳酸鈣的制備方法。通過控制納米碳酸鈣的制備過程，獲得了具有鏈狀晶型結(jié)構(gòu)的碳酸鈣，并在碳酸鈣表面形成炭黑層，獲得與橡膠具有良好相容性的活性表層。同時(shí)，這種表面具有炭黑層的鏈狀碳酸鈣，表面能有所降低，不易發(fā)生團(tuán)聚，比表面積明顯增大，分散性良好。

譚樹隆等提供了一種丙烯酸酯橡膠包覆超細(xì)碳酸鈣粒子的制備方法。通過含碳碳雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑在碳酸鈣粒子表面引入活性雙鍵，然后利用改性之后的碳酸鈣粒子跟丙烯酸酯類單體共聚，達(dá)到橡膠接枝包覆碳酸鈣粒子的目的，將橡膠合成和后續(xù)硫化合二為一，避免現(xiàn)有橡膠生產(chǎn)技術(shù)中需要經(jīng)復(fù)雜的硫化過程，簡(jiǎn)化了工藝流程。技術(shù)上，將橡膠接枝在碳酸鈣粒子表面，解決現(xiàn)有橡膠硫化過程中，碳酸鈣填料與基體橡膠相容性不理想，界面力較弱的問題。

唐文等提供一種改性碳酸鈣在電纜橡膠護(hù)套中的應(yīng)用技術(shù)，能制備出具有阻燃效果，抗老化性的電纜橡膠護(hù)套。將橡膠、炭黑、改性碳酸鈣、硬脂酸、六亞甲基四胺、聚甲基丙烯酸酯、紫外線吸收劑等原料，經(jīng)過混煉、薄通、壓延、擠包護(hù)套制得電纜橡膠護(hù)套，具有較好的分散性、拉伸強(qiáng)度、拉伸伸長(zhǎng)率等性能。此外，唐文等將重質(zhì)碳酸鈣與其他原料高速攪拌混合，再經(jīng)過干燥、粉碎后用于橡膠制品，碳酸鈣也具有較高的分散性及明顯的補(bǔ)強(qiáng)作用。

肖毓秀等提供了一種耐磨橡膠用超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣的制備方法。將預(yù)分散劑分兩次加入，能夠避免碳酸鈣粗粉在混合和研磨過程中的團(tuán)聚。碳酸鈣采用濕法研磨的方式，在研磨漿料中加入無(wú)機(jī)硅源，可以對(duì)碳酸鈣表面進(jìn)行原位無(wú)機(jī)包覆，還可以用作分散劑，進(jìn)一步減小了碳酸鈣在研磨過程中出現(xiàn)的團(tuán)聚現(xiàn)象。包覆處理后，提升了產(chǎn)品的分散性，保證了橡膠的力學(xué)性能和耐磨性。

結(jié)語(yǔ)

橡膠用碳酸鈣種類豐富，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，相交炭黑、石墨烯、碳納米管等還有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而且下游企業(yè)應(yīng)用技術(shù)成熟。目前，國(guó)內(nèi)納米碳酸鈣產(chǎn)量逐步增加，各種專用型碳酸鈣發(fā)展迅速，橡膠作為碳酸鈣競(jìng)爭(zhēng)激烈的細(xì)分領(lǐng)域，技術(shù)發(fā)展備受關(guān)注。

參考來(lái)源

粉體網(wǎng)，一文全面了解超細(xì)粉體的表面包覆技術(shù)

肖毓秀，等：江西廣源化工有限責(zé)任公司.一種耐磨橡膠用超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣及其制備方法和應(yīng)用

譚樹隆，等：英德侗富貴科技材料有限公司.一種丙烯酸酯橡膠包覆超細(xì)碳酸鈣粒子的制備方法

唐文，等：賀州鐘山縣雙文碳酸鈣新材料有限公司.一種改性碳酸鈣在電纜橡膠護(hù)套中的應(yīng)用

李冠韜，等：河北立信新材料科技有限公司.橡膠專用輕質(zhì)碳酸鈣的制備方法

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）

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