填料品种和分类

填充剂的分类和品种

1.无机填料

⑴碳酸钙

碳酸钙系由天然的矿物，如石灰石、大理石等研磨而成。是无臭、无毒的白色粉末，分子式为CaCO3，细度一般为5~40μm，在酸性溶液中或加热至825℃时就分解为氧化钙和二氧化碳。从填料角度可划分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、胶质碳酸钙，是塑料生产中使用最广泛的填充剂之一。价廉，来源广泛，相对密度较小，除具有增量作用外，还有改善加工性和制品性能的功效，还可提高制品的冲击韧度，一般常用的是轻质碳酸钙。从天然矿物角度划分，可分为方解石型、霞石型等结晶形态。

碳酸钙按粒度分级，一般为：粒径为1~5μm时，称之为微粒碳酸钙；粒径为0.1~1μm时，称之为微细碳酸钙；粒径为0.02~0.1μm时，称之为超细碳酸钙；粒径小于0.02μm 时，称之为超微细碳酸钙；当粒径为0.005~0.02μm时，其增强作用与白炭黑相当。

目前生产超细级碳酸钙多采用连续喷雾炭化和喷雾干燥工艺（即双喷工艺），这样可使碳酸钙表观团粒（平均粒径为12μm）微细化，且粒子表面活化均匀。

轻质碳酸钙：这是用化学方法制造的碳酸钙，学名叫为沉降性碳酸钙。相对密度为2.4~2.7g/cm3，难溶于水；莫氏硬度2.5，吸油性63，一般粒径在10μm以下，粒子呈纺纱锭子状或结晶。

重质碳酸钙：无臭无味白色粉末，也叫三飞粉，几乎不溶于水。相对密度为2.7~2.95g/cm3，莫氏硬度3.0，吸油性32.是由石灰石经选矿、粉碎、分级、表面处理而成的碳酸钙。因含有杂质，其白度比不上轻质碳酸钙。

胶质碳酸钙：是一种由人工合成出来的白色细腻、软质粉末。相对密度小于轻质碳酸钙，为1.99~2.01g/cm3，其粒子表面吸附一层脂肪酸皂，使碳酸钙具有胶体活化性能。

⑵滑石粉

滑石粉主要成分为水合硅酸镁，分子式为3MgO.4SiO2.H2O，由天然滑石粉碎精制而得，外观纯白色、灰白或浅黄色结晶细粉。相对密度 2.7~3.0g/cm3，莫氏硬度1~2，折光指数1.54~1.57.化学性质不活泼，不溶于水，性柔软有滑腻感，它能与油、脂肪、蜡及聚合物具有很好的相容性。同时，由于其晶格是由易分开的薄层重叠成的，故能产生润滑作用，减少对加工设备的磨损。其晶体属单斜晶系，呈六方形、鳞片状集合体。

滑石粉作为塑料填料，可提高制品的硬度、耐热性、耐蠕变性、抗酸碱性、点绝缘性

和尺寸稳定性。由于不同产地滑石的化学成分、结晶构造不同，则填充塑料的性能也不同。主要应用于PVC、聚烯烃及烯烃共聚物等塑料填充改性。

⑶云母

云母是层状结构的铝硅酸盐的总称，灰白色、银灰色、红色，甚至琥珀色，与滑石粉形似，属于单斜晶系，成假六方片状，具有玻璃光泽。相对密度2.7~2.9，莫氏硬度2~3.pH 值7，折射率1.6.由于云母的化学结构不同，因此品种比较多。作为电气绝缘材料通常使用硬质白云母，作为发电机整流垫片的是软质金云母，还有红云母、黑云母等。根据塑料制品的性能要求，将云母磨成200~1000目粉末，然后作为添加剂填充PE,PP,PVC,PA,PBT,ABS,PF,AF等塑料，可提高塑料制品的拉伸弹性模量和弯曲弹性模量。

云母的分散性差，因此，在使用前最好用氨基硅烷、马来酸酐接枝的聚丙烯蜡或氨基乙酸酯进行表面处理。

⑷高岭土

高岭土即黏土矿物的粉末，又叫瓷土、陶土。它是由高岭石微细晶体组成，是火成岩、水成岩经自然风化、分解，再经干法或湿法分级、研磨、精制而成的产物，是一种水合硅酸铝的矿物质，分子式为Al2O3.2SiO2.2H2O。相对密度2.50~2.63g/cm3，折射率1.62，pH值5~6.纯高岭土为白色，呈六方片体，含有杂质的高岭土则呈灰色或淡黄色，白度为90%~96%。作为塑料填料，高岭土具有优良的电绝缘性，可降低制品成本。可用于PVC电缆包皮，PE,PP 电缆，薄膜复合材料。如在PVC中添加10%高岭土，可提高电绝缘性能5~10倍；添加适量高岭土于PS薄膜复合材料中，可以用来制造塑料纸。高岭土作为PP的结晶成核剂，效果较好。缺点是吸湿性大，应注意在储存时防止受潮结块，以免影响填充效果。

⑸二氧化硅

二氧化硅有天然与合成之分。天然的二氧化硅主要是石英（砂）加工、研磨、精选而成的结晶体，它能改善塑料制品的机械强度和降低成本。由于硬度大，易磨损加工设备，主要应用于热固性塑料。工人长期吸入石英粉易得矽肺病，因此比较少用。

人工合成的二氧化硅，又称白炭黑，主要化学成分为SiO2，有二氧化硅粉及凝胶两种。白色无定形粉末，质轻，其原生粒子粒径在0.3μm以下，相对密度2.65~2.7g/cm3，莫氏硬度5~7，pH值7~8，吸油率15%~40%，吸潮后会聚集成细颗粒，不溶于水和酸，溶于烧碱及氢氟酸，在高温下不分解，多孔，有吸水性，分散性良好，具有类似炭黑的增强作用。主要应用于热塑性塑料，添加少量后，可减少制品的裂纹，增加强度，提高硬度，防黏结，减少线膨胀系数，改善电绝缘性能，降低挤出时模具的膨胀及使熔体增稠，改善流变性和触变性。此外，还有粒径更小的胶态二氧化硅，适合用于要求更高的产品。

⑹硅藻土

主要成分为二氧化硅，由水生微细硅藻细胞遗骸堆积而成的一种生物化学沉积岩。它含有许多细孔，是具有许多不同形状、独特结构的碎片集合体，质轻柔软。应用于轻质、隔音、隔热、绝缘的塑料复合材料填充，也可作为PE、PP的抗粘连剂；缺点是吸油量较大。

⑺硅灰石

主要成分是硅酸钙（CaSiO3）为白色结晶，具有β型晶型，成针状、棒状及粒状等各种形态粒子的混合物。不耐强酸，而耐碱性极佳，高硬度。经过表面处理的硅灰石可以替代玻璃纤维及石棉，应用于PP,PA等塑料增强填充，可作汽车工业专用工程塑料部件。

⑻玻璃微珠

玻璃微珠是由煤灰粉及烟道气等制造，有空心玻璃微珠和实心玻璃微珠两类。空心微珠的相对密度小于1，在0.4~0.8g/cm3，具质轻、绝热、隔音、耐高低温性能，并有良好的热稳定性和电绝缘性能，耐腐蚀、吸油量少，广泛应用于塑料填料。

实心玻璃微珠的相对密度大于1，在1~2.4g/cm3，表面光滑晶莹，呈白色或灰白色，应用于PE,PP,PS,ABS,PA等塑料的填充剂。

⑼硫酸钡

分子式BaSO4，硫酸钡有天然硫酸钡和合成硫酸钡两种。天然硫酸钡，即重晶石粉，白色或灰色粉末，粒子较粗，性脆，pH值4.5.合成硫酸钡，也叫沉淀硫酸钡，是无色斜方晶系结晶或无定形白色粉末，几乎不溶于水、乙酸及酸，溶于热浓硫酸中，干燥时易结块。添加硫酸钡，可改善塑料硬度，并提高耐酸性能。

⑽硫酸钙

又名石膏，分子式CaSO4。有天然石膏（CaSO4。2H2O）、硬石膏（CaSO4）和化学沉淀硫酸钙（CaSO4。2H2O或CaSO4）之分。无毒、透明，具有良好的尺寸稳定性，用于PE,PP 等树脂的填充和增强作用。

⑾二氧化钛

俗称钛白粉，二氧化钛约占97%，呈珠状结晶，平均粒径0.1μm，是一种白色颜料。二氧化钛可分为锐钛型、金红石型和板钛型，工业上常用前两种。无毒，具有优良的光学性能、物理、化学稳定性能。