深圳改性硅灰石作用（硅灰石在增强改性中的9大应用特点及6大注意事项）

近年随着市场及技术应用的需要，越来越多的无机矿物被添加到高分子聚合物中。如，将针状硅灰石加入到PA、PP、PE、PVC、ABS、PS、PC等树脂中，添加不同比例后，可明显提高塑料制品的拉伸强度、弯曲强度和热变形温度，降低模塑收缩率和塑料制品翘曲变形，降低生产成本等。目前，越来越得到业内的认可。

硅灰石是天然的硅酸钙（CaSiO₃），主要成分为SiO₂（50.9%）、CaO（46.9%）、FeO（0.55%）、Al₂O₃（0.25%）等，呈浅白色针状结构。

一、硅灰石的物理性能

硅灰石是一种无毒、无味、耐高温、热膨胀系数小的惰性纤维状矿物材料，可用于塑料的增强改性。

表1 硅灰石的物理性能

二、硅灰石的九大应用特点

以硅灰石在PA6和PP改性为例来为大家讲解硅灰石的应用特点。

表2 硅灰石在改性PA6中的应用特性

▷ 明显提高弯曲强度及弯曲模量

在PA中加入30%硅灰石，弯曲强度及弯曲模量明显提高。这主要是由于硅灰石的针状结构和刚性的特点，使其在片材、板材、薄膜、塑料制品等会有明显的技术优势。

▷ 提高拉伸强度

随着硅灰石含量的增加，拉伸强度在增加，据实验数据显示，硅灰石的目数越细，拉伸强度越好。

▷ 提高热变形温度

加入30%硅灰石，热变形温度从105℃提高到177℃，增幅高达70℃。对于注塑制品，如各类灯具、耐热零部件、电线电缆、薄膜、管材等，加入硅灰石，可大大提高耐热性。

▷ 改善耐刮擦性和耐摩擦性

硅灰石具有一种特殊的针状结构，物理机械性能独特，可大大增强了成品的耐摩擦性、耐热性。

▷ 提高尺寸稳定性，降低收缩率及翘曲变形

PA、PP的收缩率在1～2%左右，而加入矿纤后，可明显降低收缩率，在精密注塑零部件和大型塑料制品制造加工过程中加入适量的矿纤，可有效地保持塑料制品的尺寸稳定性，还可缩短加工冷却周期。

▷ 优异的加工稳定性和生产成型性能

无机材料粘度低，加工稳定性好，在树脂中加入一定量的无机材料，可有效降低加工粘度，改善生产工艺的稳定性，并有益制品的成型。

▷ 改善塑料制品的外观

加入硅灰石，制品表面富于自然光泽，没有玻纤外露情况，还可解决材料收缩缺陷、翘曲、弯曲等问题。

▷ 改善吸水性能

硅灰石的性能稳定，吸水率低，对于类似尼龙的树脂，加入一定量的硅灰石，可有效降低塑料因吸水过高而导致产品物性下降，表面粗糙等现象。

▷ 降低塑料的生产成本

矿物纤维（硅灰石）来源丰富，价格优势明显，硅灰石在改善塑料制品性能的同时，可有效地降低生产成本。

三、六大应用注意事项

1.喂料

尽量使用侧喂料器，原因是硅灰石为针状结构，尽量不要破坏它的结构特征。在比例高于30%时，可采用分步喂料，部分在主喂料器添加，部分在侧喂料器添加。

2.硅灰石表面活化

经过表面处理的硅灰石，可改善它与其他物料界面相容性，从而使之结合更牢固，进而提高产品的性能。一般根据具体的需求，可选择硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂等对硅灰石进行表面处理。

表3 硅烷处理填料和填料用量对PA66复合材料物理性能的影响

3.造粒工艺（温度、扭矩、电流、剪切）

造粒时机头温度不宜过高，主机电流及螺杆扭矩不能过大，高温高压高剪切等因素，会使硅灰石白度下降（90-92），使颜色微变，此时可适当调整温度、减少剪切，尽量维持产品所需的外观要求。

4.网带风冷传送切粒工艺

当矿物纤维的添加比例较高时，网带风冷传送切粒工艺也是提高产量，改善劳动强度的新技术

5.母粒水分含量

严格控制水分≤0.5，实际生产可能会≤0.3，避免影响塑料加工和制品质量，如出现气泡、不规则裂纹等现象。

6.硅灰石适用概况

从不同产品、不同粒径的应用经验证明，800目~1500目可适应大部分产品，且性价比较高。硅灰石可明显改善高分子聚合物的物理性能，扩大塑料制品的应用领域，矿物纤维与高分子聚合物的共混应用是跨学科跨行业的新兴技术和材料的“联姻”，矿物纤维的独特的结构与性能赋与了高分子聚合物更优良的性能。并且价格远远低于高分子聚合物的价格，而且可以高比例添加到高分子聚合物中，从而大幅降低生产成本，给企业带来可观的经济效益。

四、下游应用市场概况

工程塑料

硅灰石改性塑料，不仅可以降低塑料成本，也赋予了塑料更有益的服役性能，如高稳定性、阻燃性、电绝缘性、尺寸稳定性等。特别随着市场需求的升级和进步，高端改性塑料市场增长迅速，对以硅灰石为主导的高端粉体改性塑料需求也稳步提升。

改性工程塑料的下游应用领域包括家电、汽车、电子电气、办公设备和电动工具等，其中家电和汽车分别占37%和15%。据预测，到2025年，我国就汽车领域改性塑料需求量将达1180.24万吨，其中新能源汽车改性塑料需求量达236.21万吨。除此之外，近年来新兴的能源领域，包括海上风电用风机叶片、电缆、光伏支架等工程塑料用量巨大。

海洋工程用工程塑料硅灰石添加量为5%。2021至2025年，我国新增海上风电装机规模可达3470万千瓦，平均每年在700万千瓦左右，每台风力发电机用工程塑料约80吨，功率在0.15万千瓦，年需求工程塑料在40万吨左右，年新增硅灰石市场容量2万吨。

可降解塑料

填充改性生物降解塑料是指以无机矿粉（包括但不限于碳酸钙、滑石粉、沙粒、硅灰石等）为填充剂，加入生物降解树脂如聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、脂肪族芳香族共聚脂（PBAT）、聚乙烯醇（PVA）等混合改性后的塑料。

硅灰石改性可在降低生物降解塑料生产成本的同时，显著提高生物降解塑料的力学性能。因此在有一定强度要求的包装市场（购物袋、垃圾袋等）优势明显。

可降解塑料中硅灰石添加量为5%。可降解塑料主要应用在快递、餐饮外送、购物袋、地膜四个行业。其中购物袋用可降解塑料是硅灰石使用的主要方向。2025年中国可降解塑料袋将达到106万吨，以30%计添加硅灰石进行增强，年新增硅灰石市场容量约1.5万吨。

此外，特种水泥、硅钙板、陶瓷岩板等对硅灰石均有一定需求。未来几年随着海洋能源工程、工程建设等行业的快速发展及国内硅灰石产品质量的提高，硅灰石下游应用方面部分产业出现或开拓性应用、或快速增长、或进口转国产，国内硅灰石产品会出现陡增需求。

文章来源：链塑网

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