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无机矿物填料配方
无机矿物填料配方是生产许多产品所必需的关键因素。
掌握一套有效的无机矿
物填料配方，对于企业在生产上能够更有效地研发出更优质的产品具有很大的意义。
无机矿物填料配方以土壤为主，其原料主要是面粉、高温粉煤、粉煤灰等等可
燃性物质。
在此条件下，建立一套无机矿物填料配方的核心重要步骤在于要求在控制好可燃性物质的均质性，配合其他无机矿物的配料，最终达到所需的无机矿物填料配方。
可燃性物质要求均质，一般采取称均法加工。
即以不同比例的原材料混合后，
用计量均准称成重量尽可能接近的批次；在解决均质性问题的同时，此种方式也保证了粒径的均匀。
在可燃性物质集中处理完毕后，就可以进行配料，按照企业指定的标准对煤粉、煤灰、矿粉、硅酸盐等进行配料。
最后是控制筛分，将性能指标分段，进行筛选粒度，最后制备无机矿物填料配方。
总的来说，无机矿物填料配方的制备要求源于其原料必须严格控制，加工条件
必须掌握，配料按照规定进行，最后进行筛选筛分，最终能够达到企业指定的性能指标。
了解了这些，企业就可以更加有条理地制备出自身的无机矿物填料配方，
从而更快、更优的生产出优质的产品。
塑料填充改性知识概述塑料填充改性就是填料与塑料、树脂的复合，一般填料的填充量较大，有时甚至可达几百份〈以树脂100份计算)，因此填料是塑料产业重要的、不可缺少的辅助材料。
从总体上讲，世界范围内填料的消耗量要占塑料总量的10%左右，可见其消耗量是巨大的。
塑料填充改性有如下几方面的优点：（1）降低本钱。
一般填料比树脂便宜，因此添加填料可大幅度地降低塑料的本钱，具有明显的经济效益，这也是塑料填充改性广为应用的主要原因。
（2）改善塑料的耐热性。
一般塑料的耐热性较低，如ABS，其长期使用温度只有60℃左右，而大部分填料属于无机物质，耐热性较高，因此这些填料添加到塑料中后可以明显地进步塑料的耐热性。
再如PP，未填充时，其热变形温度在110℃左右，而填充30%滑石粉后其热变形温度可进步到130℃以上。
（3）改善塑料的刚性。
一般塑料的刚性较差，如纯PP的弯曲模量在1000MPa 左右，远不能满足一些部件的使用要求，添加30%滑石粉后，其弯曲模量可达2000MPa以上，可见滑石粉对具有明显的增刚作用。
（4）改善塑料的成型加工性。
一些填料可改善塑料的加工性，如硫酸钡、玻璃微珠等，可以进步树脂的活动性，从而可以改善其加工性。
（5）进步塑料制品及部件的尺寸稳定性。
有些塑料结晶收缩大，导致其制品收缩率大，从模具出来后较易变形，尺寸不稳定；而添加填料后，可大大降低塑料的收缩率，从而进步塑料制品及部件的尺寸稳定性。
（6）改善塑料表面硬度。
一般塑料硬度较低，表面易划伤，影响外观，从而影响其表面效果和装饰性。
无机填料的硬度均比塑料的硬度高，添加无机填料后，可大大进步塑料的表面硬度。
（7）进步强度。
通用塑料本身的拉伸强度不高，添加无机填料后，在填充量适量的范围内，可以进步塑料的拉伸强度和弯曲强度，从而进步塑料的工程使用性。
（8）赋予塑料某些功能，进步塑料的附加值。
有些填料可以赋予塑料一些功能，如PP 添加滑石粉、碳酸钙后，可以改善PP的抗静电性能和印刷性能；中空玻璃微珠添加到塑料中后，可以进步塑料的保温性能；金属粒子添加到塑料中后可以进步塑料的导热性能和导电性能。
无机矿物填料种类1.石英填料石英填料是由SiO2组成的无机晶体材料，是一种质地硬而结构完整的填料，具有高耐温、耐化学腐蚀、耐湿润和低吸附性，抗性非常强，广泛应用于填充、滤液及结晶等化工领域。
由于其独特的物理性质，石英填料有无比优越的性能，具有明显的颗粒结构的表现，能抗高温、高压和腐蚀，抗湿润，耐热性能强。
2.碳酸钙填料碳酸钙填料是一种以CaCO3为主要成分的无机填料，其特殊的结构能吸附一些有害的气体，有良好的缓冲作用，能分离有毒物质，有效提高产品品质和生产效率。
碳酸钙填料具有出色的耐久性能，能耐受恶劣的环境条件，能抗高温、抗腐蚀、防潮以及具有优良的抗粉尘性能。
3.硅藻土填料硅藻土填料是一种以多孔的二氧化硅为主要成分的无机非金属矿物，它具有低密度、较大的孔隙率、耐腐蚀性强、质地细腻而具有抗化学物质性能，半导体性能好、耐久性高等特点，应用于医药工程、食品添加剂工程、化工填料工程、环保滤料工程、炭素及消解工程、电磁屏蔽工程等。
4.石灰填料石灰填料是以CaO为主要成分的无机填料，它既具有卓越的耐腐蚀性又有高孔隙率，粒度分布均匀，熔点高，易溶于水，形成浆状物，它在中温和常温下有较强的稳定性，既具有吸湿、吸收等效果，又抗腐蚀、消泡、分散、净化等特点。
石灰填料广泛用于石油、火电、化工、环保等行业，用于吸收、分离、净化和填充等作用。
5.活性碳填料活性碳填料是一种以木炭、煤炭、石炭及其它有机粘结物为主要成分的无机填料，具有强大的吸附力，可以吸附大多数有机和无机离子，与其它化学介质进行反应，具有快速的吸附性和清除速率，又具有均一的尺寸分布和细腻的质地，强度可达7.2Mpa，可抗高温、抗老化，回收率可达98%以上，是一种高效率、可回收、经济实惠的环保填料。
6.硅铝无烟石填料硅铝无烟石填料是一种以硅铝片石为基础物质，经过热压精制而成的无机非金属矿物材料，具有较高的颗粒密度、尺寸稳定度、耐久性能和抗腐蚀性能，具有无烟无味、耐热性强、抗物化性强等优点，是制造电子元器件、电路板和一些填充物理功能元件的理想填料。
无机矿物填料无机矿物填料是一种主要原料为无机矿物或非金属矿物、经过加工后的具有一定化学成分、几何形状和表面特性的粉体材料。
无机矿物填料广泛应用于高分子材料或高聚物基复合材料（塑料、橡胶、胶黏剂等）、无机复合材料、造纸、涂料等领域，是高聚物基复合材料中不可或缺的填充物或组分之一，用量占复合材料质量的5%〜80%,除了可以减少树脂的用量、节约石油资源、降低材料的成本外，还可赋予材料一定的功能性，如强度、刚性、尺寸稳定性、热稳定性、化学稳性、难燃性、绝缘性或导电性等,对现代材料的发展,特别是高聚物基复合材料的发展具有重要作用。
无机矿物填料的分类方法很多,一般来说,填料的化学组成决定填料的本质,尤其是赋予材料以功能时,其化学组成起决定作用。
无机矿物填料按其化学组成可以分成氧化物或氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、碳质及复合矿物填料几大类（表1-1）。
表1-1 无机矿物填料按化学组成的分类类型氧化物/ 氢氧化物碳酸盐主要化学成分氧化镁、氧化铝、氧化钙等氧化钙、氧化镁、二氧化碳等实例氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙等碳酸钙（沉淀碳酸钙和细磨碳酸钙）、碳酸镁（白云石粉）等滑石粉、皂石粉、云母粉、高岭土和煅烧高岭土（硅酸铝）、硅灰石、硅藻土、石英粉、长石粉、膨润土、海泡石、凹凸棒石、石棉、叶蜡石粉、绿泥石、透闪石、电气石、蛭石等石膏粉、重晶石粉沉淀硫酸钡、明矾石等晶质（鳞片状）石墨和非晶质（土状）石墨氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化铁、硅酸盐氧化钙、氧化钾、氧化纳、结构水硫酸盐碳质复合矿物填料硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、碳酸钙/硅灰石复合填料、氢氧化镁/ 氢氧化铝复合填氧化钛、氧化锌等料、滑石/ 透辉石复合填料等此外，无机矿物填料按其几何形状还可以分为球状、立方状、片状、纤维状、针状、纺锤状等。
无机矿物填料的特性1. 无机矿物填料的特性与无机矿物填料填充效果有关的主要性能是化学组成、粒度大小和粒度分布、比表面积、颗粒形状、密度与堆砌密度、吸油值、白度、硬度以及表面性质、热性能、光性能、电性能、磁性能等。
无机矿物填料密度
无机矿物填料密度是指使用无机矿物填料做成物料时，在特定情况下，它们的密度大小。
无机矿物填料是指不含有机物质的矿物材料，如：岩石、盐、砂砾等物质，并用来作为其它物料的要素或成分。
无机矿物填料的密度是由它的组成来决定的，一般说来，任何有一致性的组份，其密度就应相对较一致。
它们常常由外观不同的无机元素或粒子组成，密度也因此而不同。
对于无机矿物填料，它的密度主要取决于所使用矿物的种类。
（1）常见的无机矿物填料----------
1、大理石：这是一种常见的无机矿物填料，它的密度很大，一般约为
2.7g/cm3。
2、高岭土：这种填料一般是由若干种矿物混合而成，比如石英、云母、硅砂等，密度一般在2.3-2.6g/cm3之间。
3、陶瓷珠：这种材料常用于填料，通常以钛、铁、硼、磷、钡、锰等矿物组合而成，密度约有3.6-4.5g/cm3。
4、细砂：这是另一种常用的无机填料，它有若干种类型，其密度可达到1.6-2.2g/cm3。
（2）海绵填料----------
海绵填料是由某种海洋生物制成的，它们一般被专门加工成一定尺寸的材料，作为填料用于夹具、滤芯等，其密度也很小，约为0.9g/cm3左右。
综上所述，无机矿物填料的密度主要由它的组成决定，根据常用材料的类型，它的密度可由低到高不等，从大约0.9g/cm3的海绵填料到4.5g/cm3的陶瓷珠等矿物。
无论哪种无机矿物填料，它们的特定密度都是非常重要的参数，应在使用之前得到确认，以便正确识别和鉴定物料。
关于塑料用无机矿物填料，这些学问你肯定要知道塑料填充改性是指在纯树脂中添加非金属矿、有机材料、金属粉体等填料，以提升塑料树脂的各类性能，以达到所需要的技术指标或提高性价比。
非金属矿物。
顾名思义，塑料用非金属矿物填料通常可认为是大自然中存在被人工开采、加工利用具有上述定义性质的并被添加在塑料中的非金属矿物材料，通常被制成粉体。
氧化物：二氧化硅、硅藻土、氧化铝、二氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化镁、三氧化二锑、高铁酸钡、高铁酸锶、氧化铍、氧化铝纤维。
氢氧化物：氢氧化铝、氢氧化镁、盐基性碳酸镁。
碳酸盐：碳酸钙、碳酸镁、白云石、碱式碳酸纳铝。
（亚）硫酸盐：硫酸钡、硫酸钙、硫酸铵、亚硫酸钙。
硅酸盐：滑石粉、粘土、云母、石棉、硅酸钙、蒙脱土、膨润土、玻璃微珠、玻纤。
碳素：炭黑、石墨、碳素中空球、碳纤维。
其它：硼酸锌、硼酸钙、硼酸纳、偏硼酸钡、钛酸钾。
（1）纳米蒙脱土（MMT）蒙脱土是一种天然矿物质材料，可用于塑料的隔绝改性。
蒙脱土具有亲水疏油性能，与大多数树脂的相容性都比较差，要与树脂形成良好的复合材料，首先要对其进行疏水亲油改性处理，以提高与树脂的相容性。
利用蒙脱土的良好插层性能可以进行长链有机化合物的插层，大幅度提高与各类树脂的相容性，制造多种纳米塑料填充材料，同时改善复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度，这正是目前纳米材料的讨论重点。
目前，已成功开发出如PA6/蒙脱土、PET/蒙脱土、PMMA/蒙脱土、PI/蒙脱土、EP/蒙脱土、PS/蒙脱土等复合材料。
（2）纳米凹凸棒粘土（AT或ATP）凹凸棒粘土是一种水合镁铝硅酸盐非金属矿物，呈水晶链层状结构，但与蒙脱土的层状结构明显不同，凹凸棒石为一种天然纤维状晶体形态结构的含水富镁的铝硅酸盐矿。
由于纳米级的晶棒很简单聚集，因此凹凸棒石与聚合物的混合只能是微米级的混合，起到增量填充的作用。
凹凸棒石表面大量的硅羟基与非极性聚合物相容性差，填充前要进行表面处理。
胶水中常用的填料有那些都起什么作用胶水组分中不和主体材料起化学反应，但可以更改其性能、降低成本的固体材料称为填料。
使用填料是为了降低固化过程的收缩率，或是给与胶黏剂某些特别性能以适应使用要求，此外，有些填料还会提高胶层的耐冲击韧性及其他机械强度等。
依据胶黏剂的物理性能可加入适量的填料以改善胶黏剂的机械性能和降低产品的成本。
常用的填料重要是无机化合物，如金属粉末、金属氧化物、非金属矿物等。
在胶黏剂中加入肯定量的填料，尤其是极性填料，可以提高胶黏剂的内聚强度、黏合力耐热性，降低胶黏剂的固化收缩率和热膨胀系数等。
如添加石棉绒、玻璃纤维等来提高冲击强度；石英粉、瓷粉、铁粉等提高硬度和抗压性；石墨粉、滑石粉等提高耐磨性；氧化铝、钛白粉等加添粘接力。
胶黏剂中加人填料可起到下列作用。
1）加入填料可以起到增稠作用，避开胶液因在固化过程中流动而造成缺胶，纤维填料的增稠作用比较显著。
另外还可改善胶液的触变性能，以掌控胶液的流动性。
2）有些聚合物分子间的相互作用力较弱，内聚能低，因此力学性能不高。
选择适当颗粒大小的填料，能起到补强效果。
填料粒子的活性表面可与若干大分子链相结合形成交联结构。
当其中一条分子链受到应力时，可通过交联点将应力分散传递到其他分子上。
若其中某一条链发生断裂，其他链可以照样起作用，而不致立刻危及整体，故可以大幅度地提高胶黏剂的力学性能。
3）胶水在固化过程中伴随着体积减小和密度加添，这种体积收缩是由于化学作用引起的。
除固化过程产生的收缩外，由于胶黏剂与被胶物的不同的热膨胀系数，还会产生热收缩。
这两种收缩均会在胶层中产生内应力，造成应力集中，以至于引起胶层开裂或接头破坏，直接影响胶接接头的使用寿命。
填料可以调整固化过程的收缩率，削减胶黏剂和被胶物之间热膨胀系数的差别，并且阻拦裂缝延长，因此可以显著提高胶接强度尤其是高温下的剪切强度。
但是填料用量过多，体系模量加添，也会使接头的内应力加添，强度降低。
4）在胶水中加入导电良好的金属粉末，可配制成导电胶黏剂，金属粉以提高导热性等。
无机矿物填料定义及分类
无机矿物填料是一种用于填充、抗压、隔热、抗碱、抗腐蚀等用途的非金属材料。
它的主要组成成分是硅酸盐和无机矿物，具有良好的热稳定性、耐酸碱性、耐腐蚀性、抗压性、低热传导性等优点，可以用来填充橡胶、塑料、涂料等产品，提高产品的性能。
无机矿物填料可分为硅藻土、微晶石英、石英砂、滑石粉、钙镁硅酸盐、硅酸钙等几种类型。
1、硅藻土是一种含硅酸盐和无机矿物的复合填料，具有
良好的抗压性、高热稳定性、耐酸碱性、良好的粘结性和湿润性，可以用于橡胶、塑料、涂料等产品的填料。
2、微晶石英是一种含硅酸盐和石英微晶的复合填料，具
有良好的粘结性、抗压性和耐热性，可以用于橡胶、塑料等产品的填料。
3、石英砂是一种经过精细处理的石英颗粒，具有良好的
抗热性、耐碱性、抗压性、耐腐蚀性和抗渗性，可以用于橡胶、塑料等产品的填料。
4、滑石粉是一种含有硅酸盐和滑石成分的复合填料，具
有良好的抗压性和耐热性，可以用于橡胶填料、塑料填料、涂料填料等产品。
5、钙镁硅酸盐是一种含有硅酸盐和钙镁成分的复合填料，具有良好的抗压性、耐热性和耐腐蚀性，可以用于橡胶、塑料、涂料等产品的填料。
6、硅酸钙是一种含硅酸盐和钙成分的复合填料，具有良
好的抗压性、耐热性和耐腐蚀性，可以用于橡胶、塑料、涂料等产品的填料。
无机矿物填料是一种用于填充、抗压、隔热、抗碱、抗腐蚀等用途的非金属材料，它具有良好的热稳定性、耐酸碱性、耐腐蚀性、抗压性、低热传导性等优点，可以用来填充橡胶、塑料、涂料等产品，提高产品的性能。
它可以分为硅藻土、微晶石英、石英砂、滑石粉、钙镁硅酸盐、硅酸钙等几种类型，根据不同的产品要求，选择不同的填料类型，以满足产品的填料需求。
无机矿物填料的作用和地位
无机矿物填料的主要作用是增量、增强和赋予功能。
（1）增量添加廉价的无机矿物填料以降低制品的成本，例如，在塑料、橡胶、胶黏剂等中填充碳酸钙（包括重质碳酸钙和轻质碳酸钙）以降低有机树脂或高聚物的用量；在纸张中填充碳酸钙、滑石粉以减少纸浆或纸纤维的用量。
这种无机矿物填料也被称为增量填充剂。
（2）增强提高高聚物基复合材料，如塑料、橡胶、胶黏剂等的力学性能（包括弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等）。
无机矿物填料的增强主要取决于对其粒度或比表面积和颗粒形状。
粒径小于5um的超细无机矿物填料和硅灰石、透辉石、透闪石、石棉等针状无机矿物填料及云母、滑石、高岭土、石墨等片状无机矿物填料具有一定和不同程度的增强或补强功能。
一般来说，各种填料的增强效果顺序为：纤维填料＞片状填料＞球状填料。
反之，各种填料在基料中的流动性顺序大致为：球状填料＞片状填料＞纤维填料。
（3）赋予功能无机矿物填料可赋予填充材料某些功能，如塑料和橡胶制品的尺寸稳定性、阻燃或难燃性、耐磨性、绝缘性或导电性、隔热或导热性、隔声性、抗菌性等；涂料的耐湿擦洗性、耐磨性、耐腐蚀性、耐候性、遮盖力、净化空气、调湿性等；纸品的优良吸墨性和印刷性等。
此时，无机矿物填料的化学组成、晶体结构、光热、电、磁等性质以及比表面积和颗粒形状起重要的作用。
无机矿物填料主要赋予复合材料的功能见表1-1。
表1-1赋予功能效果和相应的填料
无机矿物填料的地位
矿物填料在现代材料工业，如塑料、橡胶、胶黏剂、化纤、涂料、造纸、胶凝材料、建材等工业中具有重要地位，而且随着新材料工业，特别是复合材料工业的发展日益显得突出和重要，主要原因如下。
（1）它是在保证使用性能要求的前提下降低材料生产成本最有效的原料或辅料。
由于无机矿物填料，特别是作为普通增量填料的碳酸钙、陶土、滑石粉等价格较低，而作为塑料制品、橡胶制品、胶黏剂、化纤、纸浆等基料的树脂价格显著高于无机矿物填料，因此，在这些制品中填充一定量的无机矿物填料可以在满足相关产品标准，保证使用性能要求的前提下，显著降低材料的生产成本。
（2）它是获得具有独特功能复合材料最方便和有效的填料。
现代科技、经济和社会的发展对材料的功能性要求越来越高。
单一的原料和配方越来越难以满足日趋提高的使用要求。
对于高聚物基复合材料，如塑料、橡胶、胶黏剂来说，从高分子合成角度开发具有独特功能的全新结构的高分子化合物有时是难以实现的，有时则可能耗资巨大，耗时很长，而采用矿物填料填充改性常常是比较方便和易于实现的。
（3）它是综合利用矿产资源、替代或节约树脂的重要材料。
现代发展最为迅速的高分子材料是以树脂为基料的非金属材料，而合成树脂的原料是石油。
非金属矿是储量丰富、部分与金属矿和固体燃料矿共生的矿产资源，将其综合利用并加工成矿物填料用于填充到树脂中生产高聚物基复合材料，在降低材料成本和赋予材料一定功能的前提下，还可以节约大量石油。
目前塑料制品中无机矿物填料的用量平均已达到10%以上，部分塑料制品中矿物填料的用量已达到30%以上。
以2007年我国塑料制品产量6000万吨左右计算，节省树脂600万吨/年以上，可以大量节约石油资源。
（4）它是提高材料或制品技术含量、增加其附加值的最适宜填料。
无机矿物填料来源广、品种多，可以加工成适应不同应用要求的功能填料，可以提升填充材料的产品技术含量从而增加其附加值。
例如，在塑料制品中填充经过表面处理的超细碳酸以提高其韧性；添加片状结构的滑石和针状结构的硅灰石可以提高其强度；添加经过表面改性的超细氢氧化铝和氢氧化镁可以替代有机阻燃剂赋予其优良的阻燃性能；在建筑涂料中添加煅烧高岭土可以提高涂膜的强度和耐湿擦洗性；在纸品中填充滑石和碳酸钙可以提高其白度、平整度和印刷性；在橡胶中添加超细片状高岭土可以提高其强度和气体阻隔性等。
由于可以根据材料性能的要求从成分、结构、表面性质等方面性质等方面选择无机矿物填料，能满足不同应用的要求，可以在某一方面和几个方面显著提高填充材料或制品的技术含量，因此可以显著增加填充材料的附加值。
因此，可以说无机矿物填料为新型功能材料，特别是复合材料的发展提供了广阔的发展空间。
