非金屬礦物填料通常是指大自然中存在、且被人工開采、加工利用具有改進強度和各種性質(zhì)，或為降低成本，被添加在塑料中的非金屬礦物材料。

非金屬礦物填料分為：氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、（亞）硫酸鹽、硅酸鹽、碳素等。氧化物主要包括：二氧化硅、硅藻土、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、浮石粉等。氫氧化物主要包括：氫氧化鋁、氫氧化鎂、鹽基性碳酸鎂等。碳酸鹽主要包括碳酸鈣、碳酸鎂、白云石、堿式碳酸鈉鋁等。（亞）硫酸鹽主要包括硫酸鋇、硫酸銨、硫酸鈣、亞硫酸鈣等。硅酸鹽主要包括滑石粉、粘土、云母、石棉、硅酸鈣、蒙脫石、膨潤土、玻璃微珠、玻纖等。碳素主要包括炭黑、石墨、碳素中空球、炭纖維等。除此之外，非金屬礦物填料還有硼酸鋅、硼酸鈣、硼酸鈉、偏硼酸鋇、鈦酸鉀等。

非金屬礦物填料的主要改性技術(shù)有：表面化學改性、表面物理包覆、等離子體表面處理、用相溶劑處理、機械力化學改性、表面接枝改性、沉淀反應改性、原位聚合技術(shù)。

物理性質(zhì)及其影響

比表面積：比表面積越大，對填料與樹脂之間的親合性越好，但填料表面活化處理越難，成本越高。

硬度：硬度高可以提高制品的耐磨性，但會磨損加工設(shè)備。

顏色：多數(shù)塑料生產(chǎn)要求百度越高越好。

光學：有些制品可以利用其吸光性提高溫度，例如：農(nóng)用塑料大棚。

電性：顆粒表面凝水或粉碎使其價鍵斷裂而帶電，使顆粒分布不均，實際生產(chǎn)中應避免。

化學性質(zhì)及其影響

化學成分：影響制品的耐腐蝕性、樹脂結(jié)構(gòu)和稱定性。不同種類填料對產(chǎn)品具有不同影響，按需要的產(chǎn)品特性而選擇不同的填料。

熱化學效應：高分子聚合物容易燃燒，但大多數(shù)無機礦物填料由于自身的不然性，在加入到聚合物基體中后減少了可燃物質(zhì)量，延緩基本的燃燒。

做填料的性能要求：化學穩(wěn)定性高、耐熱型好、在塑料樹脂中分散混合性好、吸收塑料樹脂量小、純度高、不溶于溶劑、耐酸堿性好、不吸潮。

填料添加在塑料中所起的作用

• 碳酸鈣

碳酸鈣是當前塑料行業(yè)中使用最多、應用面最廣的粉體填料。重質(zhì)碳酸鈣因價廉、色白、加工性能好，可滿足填充塑料的性能要求，其用量大幅度增加。

• 滑石粉

滑石粉在塑料中可提高塑料的剛性和耐熱性，在塑料中可增加薄膜散射率的透光率，并對7-25μm波長的紅外線具有阻隔作用，已用于功能性薄膜，提高大棚夜間保溫性，促進農(nóng)作物生長。

• 高嶺土

高嶺土在聚氯乙烯電纜料中，可顯著提高電纜護套的電絕緣性；在塑料薄膜中，高嶺土的紅外線阻隔作用優(yōu)于滑石粉，用于農(nóng)膜改性；還用于聚丙烯做成核劑，提高其機械強度。

• 硅灰石

硅灰石可以用作塑料的增強劑，能提高塑料制品的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，可提高有機阻燃劑的阻燃效果。

• 云母

云母的獨特片狀結(jié)構(gòu)，使它成為塑料中典型的增強填料，主要用于提高塑料制品的剛性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。在塑料薄膜中使用云母，其散射光透過率可大大提高，優(yōu)于其他無機填料。

• 氫氧化鋁和氫氧化鎂

氫氧化鋁和氫氧化鎂，在塑料中兼具填充、阻燃、消煙三大作用；還是煤礦用聚氯乙烯運輸帶的主要添加劑，還常常是環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯制品的填加劑，其用量可達40%以上。

添加非金屬礦物的塑料

填料在塑料中所起的作用

降低成本：在塑料中加入廉價的填料作為填充劑以降低成本，其代表性實例，如在聚氯乙烯和聚丙烯中加入大量的碳酸鈣。

改善機械性能：與高分子樹脂相比，非金屬礦硬度和模量高，且其活性表面可與高分子鏈相結(jié)合，所以適當添加非金屬礦能有效改善塑料硬度、模量、強度等機械性能。

增強阻燃性能：非金屬礦物具有熱穩(wěn)定性好、毒性低或無毒、不產(chǎn)生腐蝕氣體、在儲存過程中不發(fā)揮、不易析出、有持久阻燃效果等優(yōu)點，并且原料來源豐富、價格低廉，在解決大量易燃工程塑料的阻燃以及低煙、低毒問題上，仍然是一種既簡單而又富有實效的方法。

增強穩(wěn)定性：塑料的使用環(huán)境多種多樣，非金屬礦物填料可以增強塑料的穩(wěn)定性，如熱穩(wěn)定性、電穩(wěn)定性、耐溶劑性、耐光熱老化性。

功能作用：添加大多數(shù)填料后塑料產(chǎn)品具有原先不曾有的特殊功能，這是填料的化學組成起著重要作用。例如加石墨可增加塑料的導電性、耐磨性。

塑料制品使用礦物填料的情況

使用礦物填料的主要動力是降低塑料制品原材料成本，因此價格是首要影響因素。粗粒徑的填料往往比細粒徑的便宜。并不是所有塑料制品都適合使用礦物填料，有的是使用性能決定不能使用，如透明制品；有的是由于使用礦物填料后帶來的問題，如增重、著色不鮮艷等。

非金屬礦物填料粒徑越小，在使用得當?shù)那闆r下，填充塑料的物理力學性能越好，但在目前技術(shù)水平和裝備條件允許的范圍內(nèi)，粒徑太小反而不易用好，不僅價格高，而且影響成型加工流動性和填充材料的力學性能。

非金屬礦物填料的功能性越來越受到重視，因此在開發(fā)新品種礦物填料時，首先要考慮它可以為塑料材料帶來什么新的功能。

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文章來源：中國粉體網(wǎng)