改性工程塑料行业培训教程bjtq.pptx

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1、新材料行业新材料行业改性工程塑料改性工程塑料培培 训训 教教 程程（12）填料在塑料改性中的作用填料在塑料改性中的作用 WUHU NIUMAITE NewMaterialTechnologyCentre填填 料料高分子材料的填充剂高分子材料的填充剂填填 料：料：泛指被填充于其他物体中的物料泛指被填充于其他物体中的物料。在化工产品中，在化工产品中，填料又称填充剂填料又称填充剂。在高分子在高分子材料材料中，填料（填充剂）是用量最大的添加剂，中，填料（填充剂）是用量最大的添加剂，几乎所有的塑料几乎所有的塑料（包括热塑性和热固性塑料包括热塑性和热固性塑料）、天然橡胶和涂、天然橡胶和涂料都使用大量填料。

2、料都使用大量填料。高分子材料中使用填料的目的：高分子材料中使用填料的目的：一般来说，微细的粉末填料或改性的微细填料，以及纤维一般来说，微细的粉末填料或改性的微细填料，以及纤维状、片状填料，少量使用可提高状、片状填料，少量使用可提高材料的材料的整体性能整体性能，主要体现在，主要体现在、改善改善材料材料加工性能加工性能（如改善（如改善混炼过程中的粘流性混炼过程中的粘流性）；）；、提高、提高制品力学性能（如制品力学性能（如 硬度、刚度及冲击强硬度、刚度及冲击强 度等）度等）；、降低降低制品制品成本。成本。填充填充剂的剂的改性改性作用作用填充改性填充改性 的目的的目的 提高塑料加工性能提高塑料加工性能

3、改进物化性质改进物化性质增加容积增加容积降低成本降低成本填填 料料高分子材料的填充剂高分子材料的填充剂应用实例：应用实例：制造塑料时加入制造塑料时加入木粉、陶土或碳酸钙木粉、陶土或碳酸钙等，能改善等，能改善塑料塑料制制 品品的的力学性能，增加硬度，而且还可降低成本；力学性能，增加硬度，而且还可降低成本；用用石墨、磁粉或云母石墨、磁粉或云母作填料，可提高塑料的导电、通磁作填料，可提高塑料的导电、通磁 和耐热性；和耐热性；橡胶中加入橡胶中加入炭黑或二氧化硅（白炭黑）炭黑或二氧化硅（白炭黑）可显著提高制品可显著提高制品 的的物理性能物理性能；纺丝液中加入纺丝液中加入钛白粉（二氧化钛）钛白粉（二氧化钛

4、）可以遮光和染色。可以遮光和染色。涂料中常加入涂料中常加入白色或带色填料（如钛白粉、滑石粉、碳白色或带色填料（如钛白粉、滑石粉、碳 酸钙、硫酸钡等酸钙、硫酸钡等）以改善涂料的光学、物理和化学性能，）以改善涂料的光学、物理和化学性能，这类用途的填料（填充剂）称为体质颜料或展色料。这类用途的填料（填充剂）称为体质颜料或展色料。填填 料料 在在 高高 分分 子子 材材 料料 中中 的的 作作 用用降低成型制件的收缩率，提高制品的尺寸稳定性、表面光降低成型制件的收缩率，提高制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性洁度、平滑性、平光或无光性等；平光或无光性等；能有效地调节能有效地调节树脂粘度树脂粘度，提高材

5、料加工性能，提高材料加工性能；能改变材料的性能，能改变材料的性能，满足满足不同元器件的不同元器件的性能要求，性能要求，如如提高提高耐耐 磨性、改善导电性磨性、改善导电性、导热性，大多数填料能提高材料冲击导热性，大多数填料能提高材料冲击强度及压缩强度，强度及压缩强度，对材料的对材料的拉伸强度拉伸强度有负面影响有负面影响；可提高颜料的着色效果可提高颜料的着色效果，改善元器件及产品的外观，改善元器件及产品的外观；某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性，扩大材料，扩大材料的应用范围的应用范围；起到起到增容作用，降低增容作用，降低材料材料成本，提高产品在市场上的

6、竞争成本，提高产品在市场上的竞争 能力。能力。填填 料料 的的 作作 用用 机机 理理填料的作用机理：填料作为添加剂，主要是通过它占据填料的作用机理：填料作为添加剂，主要是通过它占据基体材基体材 料分子链之间的空隙从而对基体材料分子链料分子链之间的空隙从而对基体材料分子链 的运动产生影响而导致材料性能的改变。的运动产生影响而导致材料性能的改变。填料与增强材料填料与增强材料的区别：填料的区别：填料呈颗粒状，增强材料呈纤维状呈颗粒状，增强材料呈纤维状。主要表现在以下两点：主要表现在以下两点：由于填料的存在，使得由于填料的存在，使得与之与之相连的相连的 基体材料的分子链链段基体材料的分子链链段局部局

7、部被固定，被固定，不再占据原来的全部空间，并不再占据原来的全部空间，并能影能影 响到响到基体聚合物的取向。基体聚合物的取向。填填 料料 的的 作作 用用 机机 理理由于填料的尺寸稳定性，在填充的聚合物中，聚合物界面由于填料的尺寸稳定性，在填充的聚合物中，聚合物界面 区域内的分子链运动受到限制，区域内的分子链运动受到限制，主要产生的影响表现在：主要产生的影响表现在：玻璃化温度上升玻璃化温度上升；热变形温度提高热变形温度提高；收缩率降低收缩率降低；弹性模量、硬度、刚度、弹性模量、硬度、刚度、冲击强度提高。冲击强度提高。填填 料料 的的 种种 类类1、无机填料和有机填料无机填料和有机填料 无机类填料

8、无机类填料：无机类填料主要以天然矿物为原料经过无机类填料主要以天然矿物为原料经过加工制成的加工制成的 颗粒状填料，少数填料是经过处理制成的。颗粒状填料，少数填料是经过处理制成的。氧化硅氧化硅硅酸盐硅酸盐无机类无机类填填 料料碳酸盐碳酸盐碳化物碳化物金属类金属类氧化物及氧化物及氢氧化物氢氧化物钛酸盐钛酸盐、钛酸酯钛酸酯偶联偶联剂剂硫酸盐硫酸盐硫化物硫化物无无 机机 填填 料料 品品 种种 简简 介介 在橡在橡塑塑工业中广泛使用的无机填料主要也就二工业中广泛使用的无机填料主要也就二大类大类：硅酸盐类与碳酸钙类。硅酸盐类与碳酸钙类。有有机类机类填填 料料、合合 成成有机物有机物天天 然然有机物有机物

9、果壳粉果壳粉玉米玉米淀粉淀粉木粉木粉农林产业农林产业副产品副产品芳香族芳香族尼龙纤维尼龙纤维尼龙尼龙纤维纤维聚丙烯腈聚丙烯腈纤维纤维人造人造纤维纤维有机类填料有机类填料：有机类填料是由天然的动植物及人工合成的有机类填料是由天然的动植物及人工合成的 有机材料（如再生纤维素、合成树脂等）制有机材料（如再生纤维素、合成树脂等）制 成的。成的。填填 料料 的的 种种 类类 木粉最早应用于热固性塑料木粉最早应用于热固性塑料(如酚醛树如酚醛树脂脂,俗称电木俗称电木)，后来在热塑性塑料中也获，后来在热塑性塑料中也获得了应用。得了应用。木粉呈针状或纤维状，粒度一般为木粉呈针状或纤维状，粒度一般为20-80目，

10、作塑料填料时，使制品具有木材性目，作塑料填料时，使制品具有木材性质，比无机填料轻，所以可降低制品比重质，比无机填料轻，所以可降低制品比重。有机填料的应用有机填料的应用木木 粉粉 玉米淀粉作为聚乙烯填料，目前发展也很玉米淀粉作为聚乙烯填料，目前发展也很快，一般玉米淀粉先制成加工母料，淀粉用快，一般玉米淀粉先制成加工母料，淀粉用量量10份，然后再添加到份，然后再添加到LDPE中去，可代替纸中去，可代替纸张作包装薄膜。张作包装薄膜。玉米淀粉玉米淀粉a.木粉木粉b.玉米淀粉玉米淀粉有机填料的应用有机填料的应用c.合成合成有机有机填料填料增增强强塑塑料料人造纤维人造纤维聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维尼龙纤维尼

11、龙纤维芳香族尼龙纤维芳香族尼龙纤维.2、惰性填料及活性填料惰性填料及活性填料惰性填料惰性填料：是将天然矿石用湿磨研磨后烘干或干磨成粉是将天然矿石用湿磨研磨后烘干或干磨成粉 直接使用。直接使用。活性填料活性填料：采用偶联剂采用偶联剂对填料进行对填料进行表面表面活化活化处理处理，使填料使填料 表面有被覆层表面有被覆层，更好的和基体树脂相容；，更好的和基体树脂相容；或或将将 天然矿物经过煅烧天然矿物经过煅烧处理，处理，亦或兼亦或兼用用两种方法两种方法对对 填料进行表面活化填料进行表面活化。例：例：活性活性碳酸钙碳酸钙用方解石及白垩等加工的重质碳酸钙用方解石及白垩等加工的重质碳酸钙是目前有机高聚物基材

12、料中用量最大的无机是目前有机高聚物基材料中用量最大的无机填料。填料。在此基在此基础上，再配合础上，再配合交联剂、表面活性剂、加工改性剂交联剂、表面活性剂、加工改性剂等可进一等可进一步增强碳酸钙填料的表面活性，增加填料的用量，提高复步增强碳酸钙填料的表面活性，增加填料的用量，提高复合材料的性能。合材料的性能。填填 料料 的的 种种 类类3、微球形（实心或空心）填料微球形（实心或空心）填料：微球形填料其主要特微球形填料其主要特 征是在任意方向上长度大致相等。征是在任意方向上长度大致相等。玻璃微珠玻璃微珠：有实心微珠（沉珠）有实心微珠（沉珠）、空心微珠（漂珠）两种。空心微珠（漂珠）两种。聚合物微珠聚

13、合物微珠：是有机化合物制成的是有机化合物制成的 高分子聚合物微珠。高分子聚合物微珠。玻玻璃璃微微珠珠填填 料料 的的 种种 类类玻玻化化微微珠珠空心玻璃微珠空心玻璃微珠的特点的特点玻玻璃璃微微珠珠空心微珠空心微珠：由硼硅酸盐原料经高科技加工而成，由硼硅酸盐原料经高科技加工而成，粒度为粒度为10250微米，壁厚微米，壁厚1-2微米。微米。特点：特点：质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等，质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等，其表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，其表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，非常容易分散于有机材料体系中非常容易分散于有机材料体系中。可填充于大多数热固热塑性树脂

14、中，如聚酯、环氧树脂、聚氨酯等。可填充于大多数热固热塑性树脂中，如聚酯、环氧树脂、聚氨酯等。应用特点：应用特点：1.价格低廉；价格低廉；2.增强塑料的韧性，并不降低其本身的刚度；增强塑料的韧性，并不降低其本身的刚度；3.熔点高，可提高被填充物的阻燃性能和维卡软化点；熔点高，可提高被填充物的阻燃性能和维卡软化点；4.电绝缘性好，可用于高绝缘聚合物的填充；电绝缘性好，可用于高绝缘聚合物的填充；5.增加被填充物的流动性，增加塑料的加工性能，同时提高工程塑料的增加被填充物的流动性，增加塑料的加工性能，同时提高工程塑料的 表面流平，解决玻纤增强的表面问题；表面流平，解决玻纤增强的表面问题；6.可以有效减

15、少被填充物的收缩率；可以有效减少被填充物的收缩率；7.真实密度真实密度1.78g/cm3（堆密度（堆密度1.12g/cm3）相对于玻纤、碳酸钙、滑石）相对于玻纤、碳酸钙、滑石 粉填充的工程塑料，可明显达到减重的效果；粉填充的工程塑料，可明显达到减重的效果；8.耐腐蚀；耐腐蚀；4、片状、纤维状、针状填料片状、纤维状、针状填料：鳞片状填料鳞片状填料：是在两个方向是在两个方向上长度比第三个方向长得多上长度比第三个方向长得多的粒子，具有鳞片形状。的粒子，具有鳞片形状。晶须晶须：是碳化硅、氮化硼、是碳化硅、氮化硼、氧化铝、石墨或铍的金属氧氧化铝、石墨或铍的金属氧 化物制成的微小纤维状单晶化物制成的微小纤

16、维状单晶体。体。5、玻璃粉与磨碎玻璃纤维填料玻璃粉与磨碎玻璃纤维填料：是由碎玻璃或玻璃纤维研磨是由碎玻璃或玻璃纤维研磨 而成，是热固性和热塑性基体的填料，能赋予制品耐热而成，是热固性和热塑性基体的填料，能赋予制品耐热 性和低收缩性，并可改善机械性能。性和低收缩性，并可改善机械性能。6、复合型填料复合型填料：利用不同填料的特性，通过特殊处理方法将利用不同填料的特性，通过特殊处理方法将 两种或两种以上的填料组合、改性后制成。两种或两种以上的填料组合、改性后制成。鳞鳞片片状状填填料料晶晶须须无无 机机 填填 料料 简简 介介陶陶 土土1.1陶土：包括高岭土、瓷土、白土、皂土或纯净黏土陶土：包括高岭土

17、、瓷土、白土、皂土或纯净黏土，橡胶工业用量最橡胶工业用量最 大的矿物填料大的矿物填料。化学成分：化学成分：主要成分为氧化铝和氧化硅的结晶化合物。主要成分为氧化铝和氧化硅的结晶化合物。陶土分类：陶土分类：按其粒径大小按其粒径大小分为分为硬质陶土、软质陶土、高级陶土硬质陶土、软质陶土、高级陶土陶土对陶土对材材料性能料性能的的负面影响：负面影响：如随着用量增加，扯断强度、耐磨性、定伸强力均有不同程度的提如随着用量增加，扯断强度、耐磨性、定伸强力均有不同程度的提高，用量为高，用量为20份最好。份最好。硬质陶土会降低硬质陶土会降低材材料可塑性，但两者都能减小收缩率，使表面光滑。料可塑性，但两者都能减小收

18、缩率，使表面光滑。随着用量增加，伸长率则随用量增加而下降。随着用量增加，伸长率则随用量增加而下降。1.2滑石粉：滑石粉：分子式：分子式：Mg3Si4O10(OH)2 分子量：分子量：260.8617 中文别名：中文别名：水合硅酸镁超细粉水合硅酸镁超细粉；老粉老粉 无无 机机 填填 料料 简简 介介滑石粉滑石粉分子结构分子结构示意示意图：图：滑石属单斜晶系滑石属单斜晶系，晶体呈假六方或菱形的片状，晶体呈假六方或菱形的片状，通常成致密的块状、叶片状通常成致密的块状、叶片状、放射状、纤维状集合体。、放射状、纤维状集合体。外观：外观：无色透明或白色，但因含少量的杂质而呈现浅绿、无色透明或白色，但因含少

19、量的杂质而呈现浅绿、浅黄、浅棕甚至浅红色；浅黄、浅棕甚至浅红色；滑石粉滑石粉滑石粉的特性：滑石粉的特性：解理面上呈珍珠光泽。硬度解理面上呈珍珠光泽。硬度1，比重，比重2.72.8。滑石具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘滑石具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性吸附力强等优良的物理、化学特性。由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性。片的趋向和特殊的滑润性。塑料级塑料级滑

20、石粉滑石粉：用于聚丙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚乙烯、用于聚丙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚脂类等塑料的填料。聚苯乙烯和聚脂类等塑料的填料。滑石粉滑石粉的的工业生产工业生产：将开采来的天然滑石经干法、湿法粉碎或高温煅烧而得将开采来的天然滑石经干法、湿法粉碎或高温煅烧而得。滑石粉滑石粉是六方或菱形结晶颗粒，粒径为是六方或菱形结晶颗粒，粒径为1.3-149um。滑滑石石矿矿无无 机机 填填 料料 简简 介介云母粉云母粉1.3云母粉：由天然云母矿石经干法、湿法研磨云母粉：由天然云母矿石经干法、湿法研磨 制得制得。化学成分化学成分：硅酸钾盐硅酸钾盐用用 途：途：广泛的应用于建材行业、消防行业、广泛

21、的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、灭火剂、电焊条、塑料塑料、电绝缘、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等 化工工业。化工工业。云云 母母 粉粉天天然然云云母母矿矿石石超细云母粉超细云母粉用途：用途：塑料、涂料、油漆、橡胶等塑料、涂料、油漆、橡胶等材料的材料的 功能性填料功能性填料作作 用：用：提高其机械强度，增强韧性提高其机械强度，增强韧性和和附着力附着力，抗老化及耐腐蚀型抗老化及耐腐蚀型；有极高的电绝缘性、弹性、韧性和滑动有极高的电绝缘性、弹性、韧性和滑动 性性；耐热耐热、隔音、热膨胀系数小等性能隔音、热膨胀系数小等性能。现在现在推出推出的的片体片体

22、云母具有云母具有表面光滑、径厚比大、表面光滑、径厚比大、形态规则、附着力强等特点。形态规则、附着力强等特点。无无 机机 填填 料料 简简 介介云母粉云母粉绢云母绢云母结构：结构：结构由两层硅氧四面体夹着结构由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧一层铝氧八面体构成的复式硅氧层层，是层状结构的硅酸盐是层状结构的硅酸盐，属单属单 斜晶系，其结晶呈薄片状，片厚可达斜晶系，其结晶呈薄片状，片厚可达1um以下以下（理论上可削成（理论上可削成0.001um）,径厚比大；径厚比大；绢云母绢云母矿石矿石绢云母绢云母粉粉绢云母绢云母作用：作用：有补强效能，可替代部分半补强碳黑使用有补强效能，可替代部分半

23、补强碳黑使用；可用做隔离剂可用做隔离剂。绢云母绢云母性能：性能：有良好的耐热、耐酸性能和电绝缘性能有良好的耐热、耐酸性能和电绝缘性能；有防护紫外线和放射性辐射的功能，有防护紫外线和放射性辐射的功能，可用于特种橡可用于特种橡塑塑制品。制品。硅灰石硅灰石世界上最佳功能性填料之一世界上最佳功能性填料之一：硅灰石是唯硅灰石是唯一的呈针状的白色矿石，其长径比可以从一的呈针状的白色矿石，其长径比可以从3：120：1。由于硅灰石的针状结构，。由于硅灰石的针状结构，它已经成为世界上它已经成为世界上最佳功能性填料最佳功能性填料之一之一。特点特点：无毒、耐化学腐蚀、无毒、耐化学腐蚀、热稳定性及尺寸稳定良好，热稳定

24、性及尺寸稳定良好，有玻璃和珍珠光泽，有玻璃和珍珠光泽，低吸水率和吸油值，低吸水率和吸油值，力学性能及电性能优良力学性能及电性能优良。无无 机机 填填 料料 简简 介介硅灰石硅灰石针状超细硅灰石针状超细硅灰石硅灰石粉：由天然硅灰石经选矿、粉碎制得，粒径为硅灰石粉：由天然硅灰石经选矿、粉碎制得，粒径为3.5-75um。其化学成分为偏硅酸钙。具有一定补强作用其化学成分为偏硅酸钙。具有一定补强作用，广泛广泛 用于纤维加固的用于纤维加固的高分子复合材料与工程高分子材料高分子复合材料与工程高分子材料 中中，也，也用做用做树脂树脂填充剂填充剂和白色颜料。和白色颜料。无无 机机 填填 料料 简简 介介煤矸石粉

25、煤矸石粉1.4煤矸石粉：俗称硅铝碳黑煤矸石粉：俗称硅铝碳黑，由天然煤由天然煤矸石经研磨而得。化学组成类似高岭矸石经研磨而得。化学组成类似高岭土，即为氧化硅和氧化镁的混合物土，即为氧化硅和氧化镁的混合物。化学成分化学成分百分率百分率%SiO25265Al2O31636Fe2O32.2814.63CaO0.422.32MgO0.442.41TiO20.904P2O50.0070.24V2O50.0080.03K2O+Na2O1.453.9作用：作用：有半补强效能，分散性好，有半补强效能，分散性好，可替代部分碳黑做补强剂可替代部分碳黑做补强剂 使用。使用。化学成分组成的百分率：化学成分组成的百分率：

26、煤矸石煤矸石破碎机破碎机煤矸石粉煤矸石粉无无 机机 填填 料料 简简 介介海泡石粉海泡石粉1.5海泡石粉：由天然硅酸镁黏土矿经精海泡石粉：由天然硅酸镁黏土矿经精 选、深加工制得。选、深加工制得。化学组成分化学组成分：氧化硅和氧化镁的水合物，氧化硅和氧化镁的水合物，含少量铝和铁氧化物。含少量铝和铁氧化物。用用 途：途：在浅色橡在浅色橡塑塑制品中用做补强剂，性能仅次于制品中用做补强剂，性能仅次于*白碳黑白碳黑。标准晶体化学式标准晶体化学式：Mg8(H2O)4Si6O162(OH)48H2O其中其中：SiO2含量一般在含量一般在5460%之间，之间，MgO含量多在含量多在2125%范围内。范围内。海

27、海泡泡石石粉粉无无 机机 填填 料料 简简 介介白炭黑白炭黑1.6白碳黑白碳黑：分子式：分子式SiO2nH2O,性能：有良好的活性和吸附率，性能：有良好的活性和吸附率，补强效果好，补强效果好，有很高的绝缘性，有很高的绝缘性，不溶于水及酸（氢氟酸除外），溶于苛性钠，不溶于水及酸（氢氟酸除外），溶于苛性钠，受高温不分解。受高温不分解。白度好，填充于橡胶能明显提高胶料的物理性能，白度好，填充于橡胶能明显提高胶料的物理性能，已成为代替炭黑的最佳白色补强填料。已成为代替炭黑的最佳白色补强填料。无无 机机 填填 料料 简简 介介凹凸棒土粉凹凸棒土粉1.7凹凸棒土粉：由蒙脱石等硅酸铝镁类矿物凹凸棒土粉：由蒙

28、脱石等硅酸铝镁类矿物 精选加工制得。精选加工制得。化学成分化学成分：硅、铝氧化物，含少量铁、钙、硅、铝氧化物，含少量铁、钙、锰氧化物。锰氧化物。白色纤维状结晶，表面有凹凸沟槽，得此名。白色纤维状结晶，表面有凹凸沟槽，得此名。作作 用：产品化学性能稳定、粘结力强、吸用：产品化学性能稳定、粘结力强、吸 附能力大。附能力大。是半补强类型填充剂，是半补强类型填充剂，能使压出压延胶料能使压出压延胶料的的表面光滑。表面光滑。凹凸棒土粉凹凸棒土粉凹凸棒土粉凹凸棒土粉无无 机机 填填 料料 简简 介介碳酸钙类碳酸钙类2、碳酸钙类：、碳酸钙类：其用量约占无机矿物填料总量的其用量约占无机矿物填料总量的27%。无无

29、 机机 填填 料料 简简 介介碳酸钙碳酸钙 碳酸钙作为无机填料应用于塑料填充碳酸钙作为无机填料应用于塑料填充一般以降低成本为主要目的被广泛使用一般以降低成本为主要目的被广泛使用，收到收到了了较好较好的的效果。效果。近年来近年来，随着碳酸钙随着碳酸钙在塑料改性在塑料改性上广上广泛的使用和大量的研究发现泛的使用和大量的研究发现，填充填充一定量一定量的的碳酸钙也可大幅度提高碳酸钙也可大幅度提高材料的材料的某些性某些性能能，如机械性能、热性能等如机械性能、热性能等，在塑料改性，在塑料改性中发挥着重要的作用。中发挥着重要的作用。碳酸钙的概述碳酸钙的概述 作为塑料中填料的碳酸钙有重质作为塑料中填料的碳酸钙

30、有重质(简称简称重钙重钙)和轻质和轻质(简称简称轻钙轻钙)两种。由于制备方法不同两种。由于制备方法不同，轻钙堆积体积大轻钙堆积体积大，显得显得轻轻，实际上二者密度相差很少。实际上二者密度相差很少。碳碳 酸酸 钙钙 粉粉碳碳 酸酸 钙钙 通常所说的轻质碳酸钙是指普通的符合国标通常所说的轻质碳酸钙是指普通的符合国标GB4794-84标准的产品标准的产品。轻钙密度轻钙密度：2.42.7g/cm3长长 径径：512m短短 径径：13m平均粒径平均粒径：23m。工业上轻钙生产方法占主导地位的是工业上轻钙生产方法占主导地位的是化学沉降化学沉降法法：CaCO3（石灰石）（石灰石）=CaO（生灰石）（生灰石）

31、CO2 CaOH2O=Ca(OH)2（熟石灰）（熟石灰）Ca(OH)2（熟石灰）（熟石灰）CO2=CaCO3（轻钙）（轻钙）轻质碳酸钙轻质碳酸钙：又称沉淀碳酸钙、轻钙、沉降碳酸钙：又称沉淀碳酸钙、轻钙、沉降碳酸钙碳 酸 钙方解石的物理性能方解石的物理性能：密度密度2.602.75g/cm3硬度硬度(莫氏莫氏)3溶解度溶解度(18)0.0013g/100g水水分解温度分解温度900重质碳酸钙重质碳酸钙：可由天然碳酸钙矿可由天然碳酸钙矿物质如方解石、大理石、白垩磨碎物质如方解石、大理石、白垩磨碎分级而成。分级而成。现在塑料中使用的重质碳酸钙现在塑料中使用的重质碳酸钙多用方解石作为原料。多用方解石作

32、为原料。方解石方解石矿石矿石 重质碳酸钙重质碳酸钙品种：品种：单飞粉单飞粉(200目目)双飞粉双飞粉(320目目)四飞粉四飞粉(400目目)方解石粉。方解石粉。碳酸钙母粒碳酸钙母粒 碳酸钙的表面活化处理碳酸钙的表面活化处理：在实际使用过程中在实际使用过程中，为使碳酸钙为使碳酸钙能均匀分散在塑料中能均匀分散在塑料中，起到优化性能的作用起到优化性能的作用，必须先对碳必须先对碳酸钙进行表面活化处理。酸钙进行表面活化处理。根据塑料制品的成型工艺和使用性能要求根据塑料制品的成型工艺和使用性能要求，选取一定粒选取一定粒径的碳酸钙径的碳酸钙，用偶联剂、分散剂、润滑剂等助剂先活化处用偶联剂、分散剂、润滑剂等助

33、剂先活化处理理，再加入一定量的载体树脂混合均匀后再加入一定量的载体树脂混合均匀后，用双螺杆挤出机用双螺杆挤出机挤出造粒挤出造粒，即得碳酸钙母粒。即得碳酸钙母粒。一般情况下一般情况下,母粒中碳酸钙含量为母粒中碳酸钙含量为80%，各种助剂总含量为各种助剂总含量为5%左右左右，载体树脂为载体树脂为15%。我国目前年产我国目前年产3000t以上的纳米碳酸钙生产以上的纳米碳酸钙生产线已达线已达16条。条。碳酸钙母粒碳酸钙母粒碳酸钙母粒碳酸钙母粒的特点的特点降低产品的成本，提高生产效率，获得良好的经济效益降低产品的成本，提高生产效率，获得良好的经济效益；增强制品的刚性及增加制品的重量。增强制品的刚性及增加

34、制品的重量。；减少制品收缩性及因收缩引起的变形减少制品收缩性及因收缩引起的变形；分散性好：与聚丙烯，聚乙烯相溶性优良，因此即使加入较分散性好：与聚丙烯，聚乙烯相溶性优良，因此即使加入较 大填充量，仍可获得外观光洁度很好的外观大填充量，仍可获得外观光洁度很好的外观；白度高：本产品为纯白色粒料，可灵活配制生产各种颜色制白度高：本产品为纯白色粒料，可灵活配制生产各种颜色制 品品；使用偶联剂处理：在填充量较大的情况下，使制品仍保持良使用偶联剂处理：在填充量较大的情况下，使制品仍保持良 好机械性能好机械性能；工艺适应性广：客户可用原来的加工的设备和生产工艺进行工艺适应性广：客户可用原来的加工的设备和生产

35、工艺进行 生产生产；含有抗氧化剂和耐老化剂，可延长制品的使用寿命。含有抗氧化剂和耐老化剂，可延长制品的使用寿命。碳碳 酸酸 钙钙碳酸钙碳酸钙作为填料作为填料可大大降低塑料成本可大大降低塑料成本 现在塑料填料中最多使用的几种粒径的碳酸钙经过表面活现在塑料填料中最多使用的几种粒径的碳酸钙经过表面活化处理以后价格也在化处理以后价格也在2000元元/t左右。而塑料粒子左右。而塑料粒子(聚乙烯聚乙烯)相对相对来说，价格昂贵。两者之间价格相差很大碳酸钙在塑料中添加来说，价格昂贵。两者之间价格相差很大碳酸钙在塑料中添加的越多，成本就降得越低。考虑到塑料制成品的韧性，碳酸钙的越多，成本就降得越低。考虑到塑料制

36、成品的韧性，碳酸钙的填充用量一般控制在的填充用量一般控制在50%以内。以内。对于塑料和钢塑复合管的生产对于塑料和钢塑复合管的生产,塑料都是其主要的原料，塑料都是其主要的原料，大大地降低原料成本无疑是极大地降低了生产成本大大地降低原料成本无疑是极大地降低了生产成本。储量丰富储量丰富制备制备工艺工艺简单简单价格非常便宜价格非常便宜3、碳酸钙的改性作用、碳酸钙的改性作用 碳 酸 钙增增大大塑料产品体积塑料产品体积，降低成本降低成本；提高硬度和刚度提高硬度和刚度；减小塑料制品的收缩率减小塑料制品的收缩率；提高尺寸稳定性提高尺寸稳定性；改进塑料的加工性能改进塑料的加工性能；提高其耐热性提高其耐热性；改进

37、塑料的散光性、改进塑料的散光性、抗擦伤性、平滑度抗擦伤性、平滑度 缺口抗冲击强度的增韧缺口抗冲击强度的增韧改善改善混炼过程中的粘流性混炼过程中的粘流性重重质质碳碳酸酸钙钙碳碳 酸酸 钙钙3.1力学性能力学性能 由于碳酸钙的硬度大由于碳酸钙的硬度大，填充碳酸钙会提高塑料制品的硬填充碳酸钙会提高塑料制品的硬度和刚度度和刚度，力学性能增强。制品的抗拉强度和抗弯强度得到力学性能增强。制品的抗拉强度和抗弯强度得到改进，并使塑料制品的弹性模量显著提高。改进，并使塑料制品的弹性模量显著提高。填填 料料 碳碳 酸酸 钙钙3.2热性能热性能 加入填充料后加入填充料后,由于碳酸钙的热稳定性好由于碳酸钙的热稳定性好

38、,可使制品的热可使制品的热膨胀系数、收缩率在各方面相同下降膨胀系数、收缩率在各方面相同下降，而不象玻璃纤维增强而不象玻璃纤维增强热塑性塑料那样热塑性塑料那样，在不同方面有不同的收缩率在不同方面有不同的收缩率，加入填充料加入填充料后可使制品的翘度、弯曲度变小后可使制品的翘度、弯曲度变小，这是与纤维填充料相比最这是与纤维填充料相比最大的特点大的特点，制品的热变形温度随着填充料的增加而增高。制品的热变形温度随着填充料的增加而增高。3.3耐辐射性耐辐射性 填充料对射线有一定的吸收能力填充料对射线有一定的吸收能力,一般可吸收一般可吸收30%80%入射紫外线入射紫外线，可，可防止塑料制品的老化。防止塑料制

39、品的老化。填 料 碳 酸 钙超细碳酸钙超细碳酸钙有普通超细碳酸钙和活性超细碳酸钙超细碳酸钙有普通超细碳酸钙和活性超细碳酸钙之分。之分。超细活性碳酸钙超细活性碳酸钙：表面经过乳化剂和表面处理剂处理表面经过乳化剂和表面处理剂处理；超细碳酸钙分子量：超细碳酸钙分子量：100.09 相对密度：相对密度：2.452.50 粒径：粒径：0.010.08m 比表面积：比表面积：1070/g 外观：白色微细粉末外观：白色微细粉末 味道：无味味道：无味 溶解性：几乎不溶于水，不溶于醇溶解性：几乎不溶于水，不溶于醇 稳定性：在空气中稳定稳定性：在空气中稳定 毒性：无毒毒性：无毒应用应用范围：范围：塑料工业的电线电

40、缆塑料工业的电线电缆、硬管硬管、地砖、薄膜、地砖、薄膜、EVA海棉海棉；涂料工业的涂料工业的 粉末涂料、合成树脂、釉药、油性漆、乳漆、初层漆粉末涂料、合成树脂、釉药、油性漆、乳漆、初层漆；橡胶工业的鞋类橡胶工业的鞋类、轮胎、海棉、轮胎、海棉、胶质糊胶质糊；橡胶里布、皮带软管橡胶里布、皮带软管、造纸，涂布造纸，涂布、填充填充剂；剂；以及燃料颜色剂、牙膏以及燃料颜色剂、牙膏、化妆品、食品添加剂、酸中和剂等化妆品、食品添加剂、酸中和剂等超细碳酸钙超细碳酸钙填填 料料 碳碳 酸酸 钙钙超细碳酸钙超细碳酸钙 20世纪世纪90年代年代,发现在塑料中填充较大量的超细碳酸钙粒发现在塑料中填充较大量的超细碳酸钙

41、粒子后子后,塑料不仅刚性不受损害塑料不仅刚性不受损害,韧性也得到大幅度的提高韧性也得到大幅度的提高,最大可最大可提高提高23倍。改变了以往填充改性塑料必须以牺牲某种力学倍。改变了以往填充改性塑料必须以牺牲某种力学性能为代价、改性塑料的力学性能随填料填充量的增加而下降性能为代价、改性塑料的力学性能随填料填充量的增加而下降的状况。的状况。3.4超细碳酸钙的特殊改性作用超细碳酸钙的特殊改性作用 塑料中填充超细级或更细的塑料中填充超细级或更细的碳酸钙碳酸钙，在改变制品性能方面有在改变制品性能方面有特殊效果。特殊效果。传统传统无机填料表面活化处理无机填料表面活化处理：一般采用在熔融状态下进行一般采用在熔

42、融状态下进行表面活化处理。表面活化处理。新的表面活化处理工艺新的表面活化处理工艺：选择添加一定量的增塑剂、增容选择添加一定量的增塑剂、增容剂和分散剂等剂和分散剂等，常温下在高搅机内进行冷包覆常温下在高搅机内进行冷包覆处理处理。填填 料料 碳碳 酸酸 钙钙活性活性碳酸钙碳酸钙活性碳酸钙特点活性碳酸钙特点：（1）外观：白色粉末、无毒、无味、无刺激、不燃、不爆、折光率低、）外观：白色粉末、无毒、无味、无刺激、不燃、不爆、折光率低、易于着色，不溶于水，在空气中稳定。易于着色，不溶于水，在空气中稳定。（2）疏水性）疏水性：该产品经过活化处理后，分子结构改变、粒度分布均匀，该产品经过活化处理后，分子结构改

43、变、粒度分布均匀，呈极强的疏水性。呈极强的疏水性。（3）具有白度高、流动性好、光泽度好、分散均匀、填充量大等特点。）具有白度高、流动性好、光泽度好、分散均匀、填充量大等特点。并有极好的润滑性、流动性、分散性和有机性。并有极好的润滑性、流动性、分散性和有机性。（4）与橡胶、塑料的分子间亲和力强、填充量比普通碳酸钙可多填充）与橡胶、塑料的分子间亲和力强、填充量比普通碳酸钙可多填充2-5 倍至数倍，综合生产成本明显降低。倍至数倍，综合生产成本明显降低。（5）吸油值低、白度高，延伸度高，而且其特有的超强金属剥离性和显）吸油值低、白度高，延伸度高，而且其特有的超强金属剥离性和显 著的润滑效果还能提高制品

44、表面的光亮度，磨损和抗冲击强度。著的润滑效果还能提高制品表面的光亮度，磨损和抗冲击强度。（6）可减小对加工机械的磨耗度，改善产品加工工艺，提高制品性能，）可减小对加工机械的磨耗度，改善产品加工工艺，提高制品性能，具有较好的补强作用。具有较好的补强作用。（7）该产品应用于高级涂料中，可提高固体填充量，降低粘度，同时赋）该产品应用于高级涂料中，可提高固体填充量，降低粘度，同时赋 予涂层耐磨性、抗腐蚀性、降低烘烤温度，缩短烘烤时间，提高产予涂层耐磨性、抗腐蚀性、降低烘烤温度，缩短烘烤时间，提高产 品质量，降低生产成本，具有明显的经济效益。品质量，降低生产成本，具有明显的经济效益。填填 料料 碳碳 酸

45、酸 钙钙活性活性碳酸钙碳酸钙v活性碳酸钙的应用活性碳酸钙的应用v1、在塑料中可以提高塑料制品尺寸的稳定性、硬度和钢度，、在塑料中可以提高塑料制品尺寸的稳定性、硬度和钢度，改善塑料加工性能及其制品的耐热性和散光性，改善塑料加工性能及其制品的耐热性和散光性，v2、在橡胶中做填充剂，可起到增加体积、降低成本、改进、在橡胶中做填充剂，可起到增加体积、降低成本、改进加工性能及硫化性能；加工性能及硫化性能；v3、在造纸中可作为纸张的填料、铜版纸的白色颜料、钙塑、在造纸中可作为纸张的填料、铜版纸的白色颜料、钙塑纸的填料等；纸的填料等；v4、在涂料中作为填料，能起到骨架作用，故称之为、在涂料中作为填料，能起到

46、骨架作用，故称之为“体质体质颜料颜料”；在油性涂料中，填充量可达；在油性涂料中，填充量可达1050%，在水性涂料，在水性涂料中填充量可达中填充量可达1020%。填填 料料 碳碳 酸酸 钙钙活性活性碳酸钙碳酸钙活性碳酸钙活性碳酸钙（高填充量高填充量高档填充剂高档填充剂）应用于应用于橡胶、塑料、橡胶、塑料、塑钢门窗、塑钢门窗、PVC电缆料电缆料、高级涂料、高级涂料、管材、轮胎、鞋底、管材、轮胎、鞋底、聚乙烯吹膜、聚乙烯吹膜、密封胶条、密封胶条、玻璃钢制品、玻璃钢制品、电缆包装布、电缆包装布、造纸、建材、油墨、造纸、建材、油墨、日用化工、日用化工、纺织、纺织、饲料、饲料、食品添加剂等食品添加剂等填充

47、碳酸钙管材填充碳酸钙管材优点：优点：提高拉伸强度、提高拉伸强度、钢球压痕强度、钢球压痕强度、缺口抗冲击强度、缺口抗冲击强度、粘流性、耐热性等粘流性、耐热性等；缺点：缺点：降低断裂延伸率、降低断裂延伸率、快速开裂、快速开裂、简支梁冲击强度等。简支梁冲击强度等。填填 料料 碳碳 酸酸 钙钙活性活性碳酸钙碳酸钙活性碳酸钙活性碳酸钙的制备：的制备：以碳酸钙以碳酸钙为基料，采用多功能表面活性剂和复合型高效为基料，采用多功能表面活性剂和复合型高效加工助剂，对无机粉体表面进行改性活化处理而成。加工助剂，对无机粉体表面进行改性活化处理而成。活性碳酸钙活性碳酸钙的作用原理：的作用原理：经改性处理后的碳酸钙粉体，

48、表面形成一种特殊的包层经改性处理后的碳酸钙粉体，表面形成一种特殊的包层结构，能显著改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性和亲和结构，能显著改善在聚烯烃等高聚物基体中的分散性和亲和性，并且能与高聚物基体间产生界面作用，从而提高制品的性，并且能与高聚物基体间产生界面作用，从而提高制品的抗冲击强度，是一种性能优良的增量型填充助剂。抗冲击强度，是一种性能优良的增量型填充助剂。活性碳酸钙活性碳酸钙的用量：的用量：填填充量一般为充量一般为30-100%，有的制品甚至，有的制品甚至100份以上份以上。4、蒙脱土：又称微晶高岭石。、蒙脱土：又称微晶高岭石。纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括

49、钙基、钠基、钠基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于有机复合而成，平均晶片厚度小于25nm，蒙脱石含量大于，蒙脱石含量大于95%。无无 机机 填填 料料 简简 介介蒙脱土蒙脱土化学组成化学组成：Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2(Si,Al)4O10(OH)2性能用途：性能用途：具有良好的分散性能，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸具有良好的分散性能，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸 稳定性及气体阻隔性能，起到增强聚合物综合物理稳定性及气体阻隔性能，起到增强聚合物综合物理 性能的作用，同时改善

50、物料加工性能。性能的作用，同时改善物料加工性能。作为纳米聚合物高分子材料的添加剂广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂广泛应用高分子材料行业。蒙脱土主要成分蒙脱石，是由两层蒙脱土主要成分蒙脱石，是由两层SiO四面体和一层四面体和一层Al-O八面体组成的层状硅酸八面体组成的层状硅酸盐晶体，层内含阳离子主要是钠离子，镁离子，钙离子，其次有钾离子，锂离子等。盐晶体，层内含阳离子主要是钠离子，镁离子，钙离子，其次有钾离子，锂离子等。蒙脱土的纳米有机改性蒙脱土的纳米有机改性的的目的：将层内亲水层转变为疏水层，从而使高聚物与蒙脱目的：将层内亲水层转变为疏水层，从而使高聚物与蒙脱土有更好的界