硅灰石矿物纤维填料及其工业应用

目前用于塑料、橡胶、胶粘剂及造纸、涂料、油墨等的无机非金属矿物填料和颜料种类很多，按其化学组成可以分成氧化物，氢氧化物，碳酸盐，硫酸盐，硅酸盐，和碳素几大类。近几年硅灰石矿物纤维较为普遍应用。此外，高岭土、滑石、云母、石英、氢氧化铝、氢氧化镁、钛白粉等的应用也较为普遍。硅灰石无机非金属矿物填料的主要作用是增量、增强和赋予功能，与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、堆砌密度、以及热性能、光性能、电性能和表面性质等因素。

①增量

添加廉价的无机非金属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）以降低聚合物的用量；在纸张中填充碳酸钙、滑石粉以减少纸纤维的用量。这种无机非金属矿物填料也被称为增量剂。

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、压缩强度、摩擦系数、耐磨性等）。无机非金属矿物填料的增强主要取决于其粒度或比表面积和颗粒形状。粒径小于5μm的超细非金属矿物填料及硅灰石、云母、滑石、高岭土、石墨等针状或片状非金属矿物填料具有一定的和不同程度的增强或补强功能。各种填料的增强效果一般地说顺序为：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

硅灰石矿物填料可赋予填充材料一些特殊功能，如尺寸稳定性、阻燃或难燃性、耐磨性、导电性、隔热或导热、隔音型、磁性、产生负氧离子、抗菌、光学性能（如增白）、遮盖性等。此时，无机填料的化学组成、光、热、电、磁等性质以及比表面积和颗粒形状起重要的作用 

一、在橡胶塑料中的应用

硅灰石粉已被应用在硫化橡胶，铺地沥清乙烯基砖、乙烯基树脂、聚乙醚环氧树脂乙烯塑板、苯酚模型中。生产环氧树脂时采用５０％的硅灰石粉做填充色剂，在非凝固状态时具有吸水率低的特点。硅灰石可以改进聚合物质的性质，做弹性物质的填充料，可降低价格。这种合成物质热稳定性高，介电指数和吸水性低、机械性能稳定。 

二、造纸工业应用

纤维状硅灰石具有白度、折光率较高,形态结构不同于传统填料等特点,较适合于替代传统填料应用于新闻纸、胶版纸、书写纸等印刷文化用纸中,这可能是其进入造纸领域的突破点，同时硅灰石填料具有良好的尺寸稳定性、耐热性、抗化学性、阻燃性和电绝缘性等植物纤维所无法比拟的特性,纤维状硅灰石在纸浆中的加入会赋予纸张某些特殊的性能,可用于生产特种纸。另外，改性硅灰石填料具有特殊的纤维状结构,填加入纸浆后不会像传统填料那样严重影响纸张的机械强度,使之在一些机械强度要求较高的纸种中也可使用较大填加量,这也将成为纤维状硅灰石未来主要的研究方向和发展方向。 

三、油漆涂料料工业

优等硅灰石粉用于油漆涂料一些产品中，取代立德粉及部分钛白粉、进口Ｐ８２０做为充填剂，能改善涂层的流平性。硅灰石的粒子形状是涂料的很好悬浮剂，其沉淀物柔软分散，可做清洁型涂料的增强剂。由于它吸油量低。有很高的充填量，减少粘结物质的消耗，因而涂料的成本大幅度下降。硅灰石偏碱性，非常适用于聚乙酸乙烯涂料，使着颜色料分散均匀，它可以把适用酸性介质的颜料连接起来，也可以制成鲜艳的彩色涂料，表面有均匀分布的性能，喷涂性能良好。它做充填料，能改进钢涂层耐腐蚀能力。除用于水性涂料、聚乙烯醇缩甲醛外，还可用于底漆、中间涂层、油性涂料、路标涂料、隔音涂料、耐火涂料等。它在沥清涂料中可以取代石棉，在自净漆中，可用硅灰石作为一种加固剂。硅灰石粉用于油墨行业，代替部分钛白粉、立德粉，也取得了理想的效果。