碳酸钙在颜料中主要作为体质颜料（填料）和功能性助剂使用，广泛应用于涂料、油墨、塑料着色、橡胶制品等领域。其特性（如高白度、粒径可控、化学惰性）可优化颜料的物理性能、降低成本，并赋予产品特定功能。以下是具体应用分析：
- 替代高价颜料：碳酸钙价格低廉（约 200~800 元 / 吨），可替代部分着色颜料（如钛白粉、有机颜料），降低配方成本。例如，在乳胶漆中，碳酸钙可替代 30%~50% 的钛白粉，同时保持漆膜遮盖力。
- 调整色浆浓度：在油墨或塑料色母粒中，碳酸钙作为稀释剂，可调节颜料的着色强度（色浓度），避免颜色过深或过艳，同时改善加工流动性。
- 增强遮盖力与光泽度：
- 碳酸钙的折射率（1.59）与多数成膜物质（如树脂）接近，分散后可通过 “光散射效应” 增强漆膜或制品的遮盖力。例如，在白色涂料中，碳酸钙与钛白粉复配使用，可提升整体遮盖效率（比单一钛白粉体系节省 10%~20% 颜料用量）。
- 超细碳酸钙（粒径 < 1μm）可填充颜料颗粒间隙，使涂层表面更光滑，提升光泽度（光泽值提高 10~15GU）。
- 调节涂料稠度与流平性：
- 碳酸钙的吸油量（15~30mL/100g）低于多数颜料（如炭黑吸油量 > 100mL/100g），可降低涂料体系的粘度，改善施工时的刷涂性或喷涂雾化效果。
- 在厚浆型涂料（如地坪漆）中，碳酸钙作为骨料增加涂料触变性，防止流挂，同时提高涂层厚度（干膜厚度可增加 20~30μm）。
- 化学惰性与 pH 缓冲作用：碳酸钙为碱性填料（pH≈9~10），可中和涂料中残留的游离酸（如丙烯酸树脂合成中的未反应单体），防止颜料因酸性环境发生絮凝或变色（如铁红颜料遇酸褪色）。
- 抗沉降与防结块：碳酸钙颗粒的表面粗糙度可增加颜料浆的内摩擦力，抑制颜料颗粒沉降（沉降体积比降低 30%~50%），尤其适合高固体分涂料或长期储存的色浆。
- 乳胶漆（内墙 / 外墙）：
- 作用：作为主填料（添加量 20%~40%），提升漆膜硬度（铅笔硬度从 HB 提升至 2H）、耐擦洗性（≥10000 次），并降低成本。
- 选型：内墙漆常用轻质碳酸钙（粒径 1~5μm，白度≥95%），追求高白度和细腻手感；外墙漆多用活性重质碳酸钙（表面经硅烷改性），增强耐候性（耐人工老化≥500h）。
- 工业涂料（如钢结构防腐漆）：
- 作用：与磷酸锌、三聚磷酸铝等防锈颜料复配，填充涂层孔隙，延缓腐蚀介质渗透（腐蚀速率降低 40%~60%）。
- 特殊要求：需控制碳酸钙铁含量（Fe₂O₃≤0.1%），避免加速金属基材电化学腐蚀。
- 胶印油墨 / 凹印油墨：
- 作用：作为填充剂（添加量 10%~25%），调节油墨粘度（如从 5000mPa・s 降至 3000mPa・s），改善纸张吸附性，防止透印（墨层干燥后背面渗色等级≤1 级）。
- 选型：选用超细活性碳酸钙（粒径 < 0.5μm），避免粗颗粒划伤印版，同时提升油墨透明度（适用于叠印工艺）。
- 食品包装油墨：需使用食品级碳酸钙（重金属含量≤10ppm），满足 FDA 或 GB 9685-2016 标准，确保安全性。
- 塑料色母粒：
- 作用：在 PE、PP 色母粒中添加 10%~30% 碳酸钙，降低颜料团聚风险，提升分散均匀性（色差值 ΔE≤1.0），同时改善母粒的挤出加工稳定性（熔体流动速率波动≤5%）。
- 案例：白色 PP 打包带色母粒中，碳酸钙与钛白粉按 3:1 比例复配，成本降低 20%，拉伸强度保持≥200MPa。
- 橡胶制品（如轮胎、胶管）：
- 作用：作为增量填料（添加量 15%~25%），降低橡胶配方成本，同时提高制品挺性（如胶管硬度从邵氏 A 60 提升至 70），并辅助补强（与炭黑并用时，扯断伸长率下降≤10%）。
| 类型 |
白度 |
粒径范围 |
吸油量 |
表面处理 |
典型应用场景 |
| 重质碳酸钙 |
≥90% |
10~100μm |
15~25mL/100g |
无或硬脂酸改性 |
低成本涂料、橡胶填充 |
| 轻质碳酸钙 |
≥95% |
1~10μm |
25~35mL/100g |
无 |
高白度乳胶漆、纸张填料 |
| 活性碳酸钙 |
≥93% |
0.5~5μm |
20~30mL/100g |
硬脂酸 / 硅烷改性 |
塑料色母粒、高附着力涂料 |
| 纳米碳酸钙 |
≥92% |
20~100nm |
40~60mL/100g |
偶联剂改性 |
高性能油墨、透明涂层 |
- 白度：用于白色颜料时，白度需≥93%（ISO 亮度），避免影响颜色纯净度。
- 分散性：在溶剂型涂料中，碳酸钙需通过亲油性改性（如铝酸酯偶联剂），防止在油性体系中絮凝（分散指数≤1.2）。
- 杂质控制：铁（Fe）、锰（Mn）等金属离子含量需≤0.01%，避免催化颜料氧化（如导致有机颜料黄变）。
- 遮盖力叠加效应：钛白粉（高折射率）与碳酸钙（低吸油量）复配时，最佳比例为钛白粉：碳酸钙 = 1:2~1:3，可使遮盖力达到理论最大值（比单一钛白粉提升 15%~20%）。
- 颜色稳定性：在蓝色或绿色颜料中，避免使用含镁的碳酸钙（如大理石来源的钙），防止镁离子与铜酞菁颜料反应导致色相偏移（ΔE≥2.0）。
- 分散剂：在高填充颜料体系（如碳酸钙含量 > 30%）中，添加聚丙烯酸钠或脂肪酸类分散剂（用量 0.5%~1%），降低体系粘度（降幅可达 40%），改善研磨效率（分散时间缩短 30%）。
- 流变助剂：搭配膨润土或气相二氧化硅，提升碳酸钙的抗沉降能力（沉降高度≤5mm/24h），适用于厚浆型涂料。
- 表面改性剂：在塑料色母粒中，碳酸钙与颜料共同包覆硅烷偶联剂，可增强填料 - 树脂界面结合力，减少色母粒在成型过程中的 “析出” 现象（析出量≤0.05mg/cm²）。
| 问题现象 |
原因分析 |
解决措施 |
| 颜色发灰 / 不鲜艳 |
碳酸钙白度不足或粒径过粗 |
更换白度≥95% 的轻质碳酸钙，粒径控制 < 5μm |
| 涂料絮凝结块 |
碳酸钙表面未改性或分散剂不足 |
改用活性碳酸钙，增加分散剂用量至 1.5% |
| 油墨干燥速度慢 |
碳酸钙吸油量过高 |
选用低吸油量重钙（≤20mL/100g），或搭配气相二氧化硅 |
| 塑料制品表面析出 |
碳酸钙与树脂相容性差 |
使用钛酸酯改性碳酸钙，添加相容剂（如 EVA 蜡） |
碳酸钙在颜料领域通过填充稀释、性能优化、成本控制三大核心作用，成为涂料、油墨、塑料着色等行业不可替代的基础材料。未来发展趋势聚焦于纳米化、表面多功能化（如同时具备分散性与防锈性）及复合化（与二氧化钛、硫酸钡等复配），以满足高端领域对颜料高光泽、高耐久性和环境友好性的需求（如低 VOCs 涂料、可降解塑料着色）。
