活性碳酸钙，又称胶质碳酸钙、改性碳酸钙、表面处理碳酸钙，在日本的商品名为 “白艳华”。其核心制备原理是通过表面改性剂对重质碳酸钙（简称 “重钙”）或轻质碳酸钙（简称 “轻钙”）这类普通碳酸钙进行表面改性，最终形成具有特殊性能的功能性粉体。

        早期活性碳酸钙生产多以轻钙为主要基料，但轻钙存在生产工艺复杂、成本较高的问题，且生产过程易对环境造成污染。基于成本控制与环保需求，目前工业上已普遍采用重钙替代轻钙，作为制备活性碳酸钙的核心基料。

一、活性碳酸钙与非活性碳酸钙（普通碳酸钙）的核心差异

        两者的本质区别源于 “表面是否经过有机改性”，具体可通过以下 6 个关键维度区分：
       
        1. 疏水性差异
        这是两者最显著的区别：活性碳酸钙表面包覆了有机活性剂，形成较强的疏水层；非活性碳酸钙（普通碳酸钙）表面无改性层，呈亲水性。鉴别方法：取少量产品置于清水中，搅拌一段时间后观察 —— 若产品绝大部分悬浮于水面，且水质清澈无浑浊，即为活性钙；若产品全部或绝大部分沉入水底，且水体变浑浊，则为非活性钙。

        2. 流动性差异
        活性钙表面被表面张力较低的有机活性剂分子包覆，粉体的比表面能显著低于非活性钙，颗粒间的黏滞阻力大幅降低，因此具有类似液体的流畅流动性；非活性钙颗粒间易团聚，流动性能明显较差。注：对比时需保证温度、湿度、产品含水率等环境条件一致，避免外界因素干扰。

        3. 分散性差异
        流动性优势直接决定了分散性表现：活性钙在应用中能与基料（如塑料、涂料基体）实现良好相容，颗粒穿透能力强，分散均匀性高；非活性钙分散性差，若采用普通编织袋包装，在装卸、使用过程中易产生大量粉尘。

        4. 颗粒粒度差异
        有机活性剂会降低碳酸钙颗粒的表面能，削弱颗粒间的团聚结合力，因此活性钙的颗粒粒度会显著小于非活性钙。通过扫描电子显微镜（SEM）观察，可清晰分辨两者的粒度与颗粒形态差异 —— 活性钙颗粒更细小、分散更均匀，非活性钙则易形成团聚体。

        5. 吸油值差异
        活性钙颗粒更细小，颗粒间的空隙率随之减小，且颗粒微观表面因改性变得光滑平整，因此其吸油值（单位质量粉体吸收油脂的量）低于非活性钙。吸油值的差异会直接影响其在涂料、橡胶等领域的应用性能（如涂料的成膜性、橡胶的加工流动性）。

        6. 碳酸钙含量差异
        活性钙的制备需添加 1.0%~5.0% 的有机活性剂，因此其纯碳酸钙含量会比非活性钙低 1%~5%。且粒径越小的活性钙（如纳米级活性碳酸钙），所需表面活性剂用量越高，对应的碳酸钙含量也越低。

        二、碳酸钙表面改性常用技术（以重钙为例）

        重钙的表面改性核心是通过 “改性剂包覆” 优化表面性能，常用改性剂分为硬脂酸及其盐、偶联剂两大类，具体工艺与效果如下：

        1. 硬脂酸及硬脂酸盐改性

        这是最基础的改性方案，核心优势是成本低、工艺简单，且改性后碳酸钙具有一定补强作用。

        改性工艺
        1、预处理：将重钙粉体进行干燥，去除水分，干燥温度控制在 100~110℃，干燥时间 0.5~1.0h（或根据含水率调整，以粉体无结块为准）；
        2、包覆反应：将干燥后的重钙加入高速混合机等改性设备，边搅拌边匀速添加硬脂酸（或硬脂酸盐），硬脂酸用量为碳酸钙质量的 0.8%~1.0%；
        3、反应控制：保持反应温度在 100℃左右，搅拌 15~30 分钟，确保硬脂酸均匀包覆在重钙颗粒表面，反应结束后直接冷却、包装。

        改性效果
        改性后的重钙可替代部分炭黑、白炭黑等补强填料：在塑料领域，能提升制品的耐冲击性能；在涂料领域，可部分替代钛白粉，降低配方成本的同时不显著影响涂层白度。

        2. 偶联剂改性
        偶联剂能在碳酸钙表面与有机基料（如塑料、树脂）之间形成 “化学键桥”，改性效果优于硬脂酸及其盐，是中高端活性钙制备的核心技术。常用偶联剂包括钛酸酯偶联剂与铝酸酯偶联剂。

        （1）钛酸酯偶联剂

       根据分子结构与耐水性差异，钛酸酯偶联剂分为单烷氧基型、螯合型、配位型三类，工艺需根据类型调整：

        （2）铝酸酯偶联剂
        铝酸酯偶联剂性价比高，颜色浅（不影响产品白度），改性效果与钛酸酯偶联剂相当，工艺更简便：

        1、预处理：将重钙置于 100~130℃的改性设备中，边搅拌边烘干 10~15 分钟，去除水分；
        2、分批次添加：将计量好的偶联剂（用量为碳酸钙质量的 1%~2%）分 3 次加入，每次间隔 2~3 分钟，确保均匀分散；
        3、反应结束：加完偶联剂后继续搅拌 5 分钟，冷却后即可包装。

        偶联剂改性核心优势
        偶联剂能与碳酸钙表面的羟基形成化学键，在颗粒表面形成单分子包覆膜；其另一端可与高分子聚合物（如 PVC、PE）相容，相当于在碳酸钙与有机基料间搭建 “分子桥梁”—— 最终显著提升复合材料的力学性能，如冲击强度、拉伸强度、弯曲强度及伸长率。

三、改性效果对比总结

        通过实验数据验证，不同改性剂的效果存在明确差异：偶联剂（尤其是钛酸酯偶联剂）的改性效果优于硬脂酸及其盐。具体表现为：

        硬脂酸改性仅能提升碳酸钙的疏水性与基础分散性，补强作用有限；
       
        偶联剂（钛酸酯、铝酸酯）可通过 “化学键结合” 实现碳酸钙与有机基料的强相容，不仅提升分散性，还能显著优化复合材料的力学性能，更适用于对性能要求较高的塑料、橡胶、高端涂料等领域。

       （文章来源：微信公众号：碳酸钙研究院）