“钙帮”变身“高大上”：碳酸钙粉体高附加值应用市场整理（转自粉体网）

碳酸钙（CaCO₃），是地球上最普遍存在的物质之一，从动物、人体骨骼到自然环境中的岩石和地壳都能看到它的踪迹，通常可作为塑料、橡胶、涂料、建材等产品的骨架填料，起到降低成本的作用。然而这类“钙帮”产品科技含量和附加值低，且在产能上已趋近饱和，并不适宜再大规模扩产。因此开发超纯、超细、超白甚至不同形貌的碳酸钙高技术粉体，发掘一些新型高附加值应用领域势在必行，下面就来盘点一下碳酸钙粉体有哪些高附加值应用值得关注吧！

（来源：天津燕东矿产品有限公司）

一、高端电子元器件晶粒细化剂

 

钛酸钡通常作为热敏电阻、多层陶瓷电容器(MLCCS)、热电元件、压电陶瓷等高端电子元器件电子陶瓷的基础母体原料。由于这些产品要求具备耐高电压的特性，这就要求钛酸钡晶粒细而均匀，使得在单位厚度上拥有的晶界数目较多，从而降低单个晶界上上的有效电压。有研究表明，往钛酸钡中添加碳酸钙，随着钙量的增加，BaTiO₃的低温相变点会移向更低的温度，从而降低器件的烧成温度，抑制钛酸钡晶粒的过分长大，因此钛酸钙可作为钛酸钡系电子陶瓷的晶粒细化剂。此外，高纯超细碳酸钙作为电子陶瓷的填充剂，也有降低介电常数对温度的依赖、改变居里温度、提高耐电压和铁电性能的优点。

这类电子级碳酸钙粉体通常要求形状为近球形，晶系和晶格结构为六方方解石结构，粒度D50在2-4μm，纯度则要求在99%以上，尤其对铁、纳、镁等金属离子要求极为严格，例如氧化铁含量不超过十万分之一。目前可由钙盐与碳酸盐在浓碱性溶液中，经低温反应制得。

电子级碳酸钙粉体SEM图

（来源：东营市创新世纪光电材料有限责任公司）

二、防水透气膜

 

防水透气膜是一种透气不透水的高分子薄膜，常用于制造卫生防护用品以及透气性防雨布等制品。在制备过程中，碳酸钙颗粒作为“致孔剂”添加进聚合物基体中，经流延或吹塑形成薄膜，再对其进行拉伸。拉伸时聚合物基体与碳酸钙颗粒之间发生界面剥离而产生了微小的孔洞（约0.01～10um），从而赋予了薄膜的透气不透水功能。

医用透气胶带

为了让透气膜产生适宜孔径的孔隙，碳酸钙对粒径、比表面积等有着严格的要求，一般粒径D50需稳定在1.8～2.2 μm，比表面积BET在5-15㎡/g。粒径过小，不易在基体中分散，而粒径过大，则会使膜孔隙变大而透水，甚至还会产生断膜现象。此外，考虑到制品的美观性，白度一般也要求不低于90%，若制需与人体接触，则需使碳酸钙表面PH指中性化，以防对人体皮肤产生刺激。

（来源：欧米亚Omya）

三、发光材料

 

碳酸钙除了具有良好的力学性能以及稳定的物理化学性质外，在光学方面也具有很好的紫外吸收特性，具备成为荧光粉基质的优秀潜力。以它为基质掺杂稀土离子可以得到很好的发光强度和发光效率。

荧光灯

这种发光材料的强度和性能主要取决于碳酸钙的晶型，稀土离子在CaCO₃晶体中是以晶格取代方式存在，晶型的差异导致掺杂离子所取代的位置不同，从而使得发光性能也不同。例如Eu³⁺为例：掺杂球霰石型碳酸钙发光材料主要呈现红光发射，而在方解石型的发光材料中，则以橙红发射为主，前者的发光强度高于后者。因此通过掺杂不同稀土材料、不同晶型的碳酸钙基质，并调整合适的比例可以实现不同发光强度、不同发光颜色的荧光材料，而其优异的化学物理稳定性则能够使荧光材料的工作温度范围内可以保持良好的性能。

四、导电涂料

 

在工业生产中，静电可造成电磁干扰，引起电子设备的故障或误动作；在易燃易爆品或粉尘、油雾的生产、存储场所、设备极易引起爆炸和火灾。作为涂料广泛应用的填料，碳酸钙具有成本低廉、原料来源广泛的优点，但未经包覆的碳酸钙不具有导电性，不能解决涂料中的静电问题。利用聚苯胺(PANI)、SiO₂等对其进行包覆，可制备出具有一定的导电性和抗静电性的CaCO₃-聚苯胺(PANI)/SiO₂导电复合粉体，利用其制成导电涂料涂覆于电子设备及一些特殊场所，可消除静电带来的一系列危害。

五、其他高附加值应用

 

除了上述应用，碳酸钙通过提纯、改性、增白等方式还能应用于食品药品、摩擦材料等的制造。由于用途不同，对于碳酸钙的要求也有差异。食品级的碳酸钙原料要求高纯度（99%以上）高白度，且几乎无杂质成分，不含对人体有害的重金属物质；如果作为药物载体，还需在此基础上制备成纳米微球，以便进入血液循环，并实现药物的控释、缓释；作为摩擦增强材料，则要采用原子排列高度有序、不存在晶界、位错、空穴等缺陷的碳酸钙晶须......

参考文献：

1. 侯亚雯,陈雪梅.电子级碳酸钙的合成及机理[J].华东理工大学学报(自然科学版).

2. 刘金智. 基于重质碳酸钙荧光材料的制备与发光特性的研究[D].浙江工业大学.

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