碳酸鈣是橡膠工業(yè)中應用最廣泛的無機填料之一,憑借其來源豐富、成本低廉、性能可調等優(yōu)勢,在橡膠制品中發(fā)揮關鍵作用。以下從作用、類型、應用場景及改性處理等方面詳細解析:
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填充增容,降低成本
- 作為惰性填料,碳酸鈣可大量填充于橡膠體系,顯著降低生膠用量,大幅節(jié)約生產成本
- 對橡膠基體無化學破壞,且不影響硫化反應,適合大規(guī)模工業(yè)化生產
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改善物理性能
- 力學性能:
- 提高橡膠制品的硬度、定伸應力、耐磨性和抗撕裂強度(尤其納米碳酸鈣,可顯著增強界面結合)。
- 細粒徑碳酸鈣可細化橡膠硫化后的交聯(lián)網絡,提升拉伸強度和耐屈撓性。
- 功能性:
- 增加制品密度(如配重橡膠件)、隔音性(填充于減震橡膠)和耐候性(與炭黑等協(xié)同抗老化)。
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優(yōu)化加工工藝
- 改善膠料的混煉分散性,降低生膠黏度,減少動力消耗,延長模具壽命。
- 調節(jié)膠料的流動性,便于擠出、壓延等成型工藝,提升尺寸穩(wěn)定性。
類型 |
特性 |
典型應用場景 |
重質碳酸鈣(GCC) |
天然礦石破碎篩分制得,粒徑較粗,純度稍低,成本極低 |
對性能要求不高的制品,如普通膠板、鞋底、密封圈,主要起填充增容作用 |
輕質碳酸鈣(PCC) |
化學合成(碳化法),粒徑細,純度高,表面活性強 |
中等性能制品,如膠管、膠帶、輪胎胎側,可部分替代炭黑,兼顧成本與力學性能 |
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表面處理必要性
- 碳酸鈣表面親水,與疏水橡膠相容性差,需通過硬脂酸、鈦酸酯 / 硅烷偶聯(lián)劑、脂肪酸鹽等改性,降低表面能,提升分散性和界面結合力
- 改性后碳酸鈣可減少硫化劑消耗,避免制品表面噴霜(析出)。
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與其他助劑協(xié)同作用
- 與炭黑 / 白炭黑并用:在輪胎胎面中,納米碳酸鈣與白炭黑復配,可降低滾動阻力,同時保持抗?jié)窕阅?/li>
- 與橡膠助劑配合:硬脂酸處理的碳酸鈣可增強氧化鋅在膠料中的分散,促進硫化反。
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輪胎行業(yè)
- 胎面:納米碳酸鈣或活性輕質碳酸鈣提升抗撕裂性和耐磨性,減少炭黑用量以降低滾動阻力(綠色輪胎需求)
- 胎側 / 內胎:重質或普通輕質碳酸鈣,降低成本,同時保證耐候性和耐屈撓性。
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工業(yè)橡膠制品
- 密封件(O 型圈、油封):細粒徑活性碳酸鈣增強耐油、耐老化性能,避免高溫下硬度驟降。
- 膠管 / 膠帶:改善拉伸強度和耐沖擊性,適合輸送物料或傳動場景。
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日用橡膠制品