國外碳酸酸鈣產業，究竟是什么水平？

有很多碳酸鈣行業研究者認為，很多高水平碳酸鈣應用、研究成果多集中在國外，而國外碳酸鈣的價格也反映出其附加值確實較高。究竟是不是這樣？

粉體網編輯簡要總結近3年來，國外碳酸鈣產業最新研究成果以及頭部企業技術動態，主要涉及材料創新、應用突破與可持續技術三大方向。

01

前沿材料制備技術

1.納米碳酸鈣的精準合成

微乳液法革新：德國馬普學會開發的超臨界CO2微乳液體系，可制備粒徑分布在10-50nm的單分散方解石納米顆粒，其比表面積達85m2/g，在鋰電池電解液中作為鋰載體時，可使鋰離子遷移速率提升40%。該技術已通過中試驗證，預計2026年實現產業化。

生物模板法突破：MIT團隊利用貽貝足絲蛋白的仿生礦化機制，在常溫下誘導碳酸鈣形成分級多孔結構，其孔隙率達75%，抗壓強度達120MPa，在骨組織工程支架領域展現潛力。

2.功能化復合粉體開發

核殼結構設計：瑞士Omya推出的Omya carb?T系列產品，采用碳酸鈣@二氧化硅核殼結構，在PBAT生物降解塑料中添加30%時，拉伸強度保持率從65%提升至82%，同時加工溫度降低15℃。

磁性響應材料：荷蘭代爾夫特理工大學開發的Fe3O4@CaCO3復合顆粒，在外加磁場下可定向排列于聚合物基體中，使復合材料導熱系數提升2.3倍，用于5G基站散熱模組。

02

高端應用領域突破

1.新能源材料

電池電極創新：澳大利亞莫多克大學將蛋殼衍生的碳酸鈣（純度99.2%）經高溫煅燒轉化為CaO，作為鋰離子電池負極材料時，首次放電容量達47.5F/g，循環1000次后容量保持率98%，較傳統活性炭提升30%。該技術已獲蓋茨基金會綠色技術基金支持。

固態電解質改性：日本東京大學在PEO基固態電解質中引入表面氨基化的納米碳酸鈣，使離子電導率從1.2×10-4S/cm提升至3.8×10-4S/cm，同時抑制鋰枝晶生長。

2.電子信息材料

高頻電子陶瓷：法國Solvay的CaCO3CF800產品（純度99.99%），作為鈦酸鋇（BaTiO3）陶瓷的摻雜劑，可使介電常數從3800提升至4200，用于5G基站MLCC電容時容值穩定性提高15%。

光學元件應用：美國SAM aterials推出的碳酸鈣晶體基板（厚度0.1-1mm），在193nm深紫外波段透光率達92%，已用于EUV光刻機光學校準系統。

3.環境功能材料

CO2礦化封存：加拿大Carbon Cure的專利技術，將工業廢氣CO2注入混凝土攪拌過程，生成納米碳酸鈣（粒徑20-50nm），使水泥用量減少10%，同時混凝土抗壓強度提升8%，每噸混凝土可封存50kgCO2。該技術已在北美300余個項目中應用。

重金屬吸附劑：新加坡南洋理工大學開發的介孔碳酸鈣（孔徑3-5nm），對Pb2+的吸附容量達320mg/g，在pH 4-6范圍內吸附效率保持95%以上。

03

可持續技術革新

1.綠色生產工藝

生物基改性劑：美國Imerys推出的Nature Flex?系列，采用大豆油衍生的脂肪酸對碳酸鈣進行表面改性，在PP中添加40%時，復合材料沖擊強度提高25%，且改性劑生物基含量達75%，符合歐盟綠色標簽認證。

無鹵阻燃體系：德國Lanxess開發的氫氧化鎂/碳酸鈣協同阻燃體系，在PA6中添加60%時，垂直燃燒達UL94V-0級，煙密度等級（SDR）從180降至110，同時材料氧指數從21%提升至32%。

2.循環經濟實踐

再生塑料增強：荷蘭Avantium公司將消費后塑料瓶（PCR-PET）與納米碳酸鈣復合，通過超臨界CO2發泡技術制備輕質材料，其密度0.6g/cm3，彎曲模量達1.8GPa，已用于特斯拉ModelY內飾板。

工業固廢轉化：澳大利亞Mineral Resources將礦山尾礦中的碳酸鈣含量提升至95%（通過濕法磁選+浮選），用于制備高端造紙填料，使每噸產品能耗降低40%，成本較天然礦石低15%。

04

頭部企業技術動態

Omya（瑞士）

SmartFill技術：通過雙螺桿擠出機在線改性，使碳酸鈣在PLA中的分散度提升至98%，復合材料斷裂伸長率從8%提升至25%，已用于達能酸奶杯量產。

數字孿生平臺：推出全球首個碳酸鈣改性工藝模擬系統，可預測不同偶聯劑用量下的熔體粘度變化，將配方開發周期從6個月縮短至2周。

Imerys（法國）

SuperFineUF產品：3000目超細碳酸鈣在木器涂料中替代10%TiO?，光澤度保持85GU以上，同時涂料VOC含量降低12%，已獲德國藍天使認證。

AI質量控制系統：在西班牙工廠部署AI視覺檢測系統，可實時識別碳酸鈣顆粒團聚體，使產品合格率從92%提升至99.2%。

Solvay（比利時）

電子級碳酸鈣：CaCO3CF800產品的重金屬含量＜1ppm，用于MLCC陶瓷時，介電損耗從0.003降至0.0018，已通過三星電子AEC-Q200認證。

閉環回收方案：在德國工廠建立碳酸鈣填料回收線，從廢棄電子元件中提取碳酸鈣，純度恢復至98%，實現材料閉環循環。

05

挑戰與未來方向

1.技術瓶頸

高填充分散難題：當碳酸鈣添加量＞50%時，在極性聚合物中的團聚問題仍未徹底解決，需開發動態混合-超聲協同分散設備。

高溫穩定性不足：納米碳酸鈣在＞200℃的加工環境中易發生晶型轉變，需通過Al2O3包覆（厚度2-5nm）提升熱穩定性。

2.市場趨勢

高端化占比提升：2025年功能性碳酸鈣（導熱/導電/阻燃）市場規模將達120億美元，年增長率18%，遠超傳統填料。

區域競爭加劇：東南亞憑借低成本優勢，正在搶占中低端市場，而歐美企業聚焦高附加值產品，如Omya的生物基改性劑已占據全球60%份額。

3.創新方向

智能響應材料：開發pH/溫度雙響應的碳酸鈣微膠囊，用于自修復涂層，裂紋修復效率預計達90%以上。

極端環境應用：研發耐1000℃高溫的鈣鋁黃長石-碳酸鈣復合材料，用于航天發動機隔熱瓦。

06

產業下游大企業案例

寶馬iX3電池模組：采用Omya的氮化硼-碳酸鈣復合導熱片，熱導率達6.8W/（m?K），較傳統硅脂減重40%，成本降低25%。

蘋果MacBookAir外殼：Imerys的5000目碳酸鈣填充PP材料，表面粗糙度Ra≤0.2μm，實現金屬質感外觀，且可回收性提升3倍。

沙特NEOM新城建筑：Carbon Cure的CO2礦化混凝土技術應用于10萬m2墻體，年封存CO2達5000噸，獲LEED鉑金認證。

結語

你認為國外碳酸鈣產業發展水平如何？

參考來源：
北極星市場研究、Carbon Cure公司、Omya、IMERYS、About Global Growth insights公司、專利之星、FORTUNE、Minerals Technologies, Inc.、SOLVAY、STANFORD、Claight Corporation、Future Market Insights
N G Martin Palmqvist:通過醇鹽鈣溶液的 CO2螯合來控制納米 CaCO3的成核和生長，以生產用于藥物遞送應用的納米復合材料
Fadia:Calcium carbonate nano- and microparticles: synthesis methods and biological applications
Gilmour:Microbially induced calcium carbonate precipitation through CO2sequestration via an engineered Bacillus subtilis
Patel, C:Controlled Morphology in Calcium Carbonate Using Surface-Active Ionic Liquids (SAILs) as a Template
S. Himmelstein：Cracking the energy storage problem with eggshells，GlobalSpec

注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除！進粉體產業交流群請加中國粉體網編輯部微信：18553902686