無機礦物填料是一種主要原料為無機礦物或非金屬礦物、經過加工后的具有一定化學成分、幾何形狀和表面特性的粉體材料。
無機礦物填料廣泛應用于高分子材料或高聚物基復合材料(塑料、橡膠、膠黏劑等)、無機復合材料、造紙、涂料等領域,是高聚物基復合材料中不可或缺的填充物或組分之一,用量占復合材料質量的5%~80%,除了可以減少樹脂的用量、節約石油資源、降低材料的成本外,還可賦予材料一定的功能性,如強度、剛性、尺寸穩定性、熱穩定性、化學穩性、難燃性、絕緣性或導電性等,對現代材料的發展,特別是高聚物基復合材料的發展具有重要作用。
無機礦物填料的分類方法很多,一般來說,填料的化學組成決定填料的本質,尤其是賦予材料以功能時,其化學組成起決定作用。無機礦物填料按其化學組成可以分成氧化物或氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、碳質及復合礦物填料幾大類(表1-1)。
表1-1 無機礦物填料按化學組成的分類
類 型 |
主要化學成分 |
實 例 |
氧化物/氫氧化物 |
氧化鎂、氧化鋁、氧化鈣等 |
氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣等 |
碳酸鹽 |
氧化鈣、氧化鎂、二氧化碳等 |
碳酸鈣(沉淀碳酸鈣和細磨碳酸鈣)、碳酸鎂(白云石粉)等 |
硅酸鹽 |
氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵、氧化鈣、氧化鉀、氧化納、結構水等 |
滑石粉、皂石粉、云母粉、高嶺土和煅燒高嶺土(硅酸鋁)、硅灰石、硅藻土、石英粉、長石粉、膨潤土、海泡石、凹凸棒石、石棉、葉蠟石粉、綠泥石、透閃石、電氣石、蛭石等 |
硫酸鹽 |
硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶等 |
石膏粉、重晶石粉沉淀硫酸鋇、明礬石等 |
碳質 |
|
晶質(鱗片狀)石墨和非晶質(土狀)石墨 |
復合礦物填料 |
氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈦、氧化鋅等 |
碳酸鈣/硅灰石復合填料、氫氧化鎂/氫氧化鋁復合填料、滑石/透輝石復合填料等 |
此外,無機礦物填料按其幾何形狀還可以分為球狀、立方狀、片狀、纖維狀、針狀、紡錘狀等。
表1-2部分無機礦物填料的主要物理化學性能
填料
種類 |
化學組成 |
相對
密度 |
顆粒
形狀 |
顏色 |
莫氏
硬度 |
耐酸堿 |
PH |
介電
常數 |
粒度范圍/um |
酸 |
堿 |
輕質碳酸鈣 |
CaCO3 |
2.4~2.7 |
柱狀 |
白 |
2.5 |
差 |
好 |
9~9.5 |
6.14 |
0.01~50 |
重質碳酸鈣 |
CaCO3 |
2.7~2.9 |
粒狀 |
白 |
2.5~3 |
差 |
好 |
9~9.5 |
6.14 |
0.1~75 |
高嶺土 |
Al2O3·2SiO2·H2O |
2.58~2.63 |
粒狀
片狀 |
白 |
2~2.5 |
良 |
良 |
5~8 |
2.6 |
0.1~45 |
滑石 |
3MgO·4SiO2·2H2O |
2.6~2.8 |
片狀 |
白 |
2~2.5 |
良 |
良 |
9~9.5 |
6.14 |
0.1~100 |
云母 |
K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O |
2.8~3.1 |
薄片狀 |
灰白 |
2.5~3 |
良 |
良 |
6~8 |
— |
5.0~150 |
珠光云母和
著色云母 |
云母粉、TiO2、氧化鐵、
氧化鉻等 |
3.0~3.6 |
薄片狀 |
白、黃
紅、藍
綠 |
2.5~3 |
良 |
良 |
6~8 |
— |
5.0~150 |
石墨粉 |
C |
2.1~2.3 |
片狀 |
黑 |
1~2 |
優 |
優 |
— |
— |
2~100 |
膠體石墨 |
C |
2.1~2.3 |
片狀 |
黑 |
1~2 |
優 |
優 |
— |
— |
0.1~10 |
長石和霞石 |
K2O·3Al2O3·6SiO2 |
2.5~2.6 |
粒狀 |
白 |
5.5~6.5 |
良 |
良 |
7~10 |
6 |
0.5~150 |
硅灰石 |
CaSiO3 |
2. 8 |
針狀
粒狀 |
白 |
4~4.5 |
差 |
好 |
9~10 |
6 |
0.5~74 |
多孔粉石英 |
SiO2 |
2.6 |
粒狀 |
白 |
7 |
優 |
差 |
7 |
— |
0.1~74 |
白炭黑 |
SiO2·nH2O |
2.05 |
球狀 |
白 |
5~6 |
優 |
差 |
6~8 |
9 |
0.01~50 |
氧化鈦 |
TiO2 |
3.95~4.2 |
球狀 |
白 |
5~6.5 |
良 |
差 |
6.5~7.2 |
— |
0.2~50 |
氫氧化鋁 |
Al2O3·3H2O |
2.4 |
粒狀 |
白 |
3 |
良 |
良 |
8 |
7 |
0.5~74 |
氫氧化鎂 |
Mg(OH)2 |
2.4 |
粒狀 |
白 |
3 |
良 |
良 |
8 |
7 |
0.5~74 |
重晶石 |
BaSO4 |
4.4 |
片狀
柱狀 |
白 |
3~3.5 |
優 |
優 |
9~10 |
7.3 |
0.1~45 |
硅藻土 |
SiO2·nH2O |
1.98~2.2 |
無定形 |
淡黃 |
6~7 |
優 |
差 |
6.5~7.5 |
— |
0.5~50 |
葉臘石 |
SiO2 68%~70%\
Al2O3 14%~21% |
2.75 |
片狀 |
白 |
1.5~2 |
良 |
良 |
8~9 |
— |
1.0~50 |
石棉 |
鈣、鎂硅酸鹽 |
2.4~2.6 |
纖維狀 |
灰 |
3~5 |
良 |
良 |
9~10 |
— |
1.0~50 |
氧化鐵 |
Fe2O3·FeO·Fe3O4 |
5.2 |
片狀
針狀 |
褐紅 |
5~6 |
差 |
良 |
— |
— |
0.5~50 |
玻璃微珠 |
SiO2·Al2O3·CaO·MgO·Na2O |
0.4~2.5 |
球狀 |
灰 |
6~6.5 |
良 |
差 |
9.5 |
1.5~5 |
5.0~150 |
膨潤土 |
SiO2、Al2O3、H2O |
2.0~2.7 |
粒狀
片狀 |
灰 |
2~2.5 |
— |
良 |
— |
— |
0.1-74 |
海泡石 |
Mg8(H2O)4[Si6O16]2
(OH)4·8H2O |
1~2.2 |
粒狀
纖維狀 |
灰白 |
2~2.5 |
— |
良 |
— |
— |
0.1~74 |
凹凸棒石 |
Mg5(H2O)4[Si4O10]2(OH)2 |
2.05~2.3 |
粒狀 |
白、淺灰 |
2~3 |
— |
良 |
— |
— |
0.1~74 |
石膏 |
Ca(SO4)·2H2O |
2.3 |
|
白、灰白 |
1.5~2 |
差 |
良 |
— |
— |
0.1~74 |
沸石 |
(Na,K,Ca)2~3
[Al3(Al,Si)2Si13O36]·12H2O |
1.92~2.8 |
粒狀 |
灰、肉紅 |
5~5.5 |
優 |
良 |
— |
— |
0.1~74 |
白云石 |
CaCO3、MgCO3 |
2.8~2.9 |
粒狀 |
白、灰白 |
3.5~4 |
差 |
好 |
9~9.5 |
— |
0.1~75 |
?歡迎進入【粉體論壇】
更多精彩!歡迎掃描下方二維碼關注中國粉體技術網官方微信(bjyyxtech)
|