一文读懂滑石粉在塑料中的应用

滑石粉作为一种添加物、改质剂或填充料，已广泛运用于造纸工业、漆料、建筑涂料、瓷器、化工厂、日化、塑料、塑胶、食品类、药业等领域。长石具备材质绵软、磨损低、光滑度高、吸蓝量小、透光性好等特点。滑石粉有着四大专长：提高，隔热保温、隔绝，形核，抗老化。那也是滑石粉为什么可以在诸多填充料里能脱颖而出的缘故。

具体内容：

一、滑石粉的性能分析

二、 塑料挑选滑石粉的九大因素

三、滑石粉在改性材料塑料中运用

四、滑石粉在制品中的重要性

五、关键原产地

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当代工业制造业；如造纸工业，造纸工业调胶广泛要加入10%—20%的滑石粉，在高端铜版纸中，高龄土（或碳酸氢钙）滑石粉的用量达到40%。亦如塑料产品，改性材料滑石粉的用量，依据商品标准的不一样能高达30%—50%。在一些PVC新产品的用量已多达70%。滑石粉在塑料、塑胶、电子器件、电缆线、漆料、建筑涂料、耐磨材料、药物、护肤品、瓷器、装饰建材、食品工业和电器产品层面使用量巨大。

滑石粉主要是由金属和非金属酸化物及其有机化合物生产加工生产制造成的。以合金或石墨矿为主要原料制造的滑石粉有铁粉、氧化铝粉、镁粉、钛粉丝、锰粉丝、铜屑、铅粉、锌粉、氧化锌粉、钼粉、钨粉等。以非金属矿产氮化合物加工制作滑石粉有高龄土粉、聚乙烯蜡、滑石粉、长石粉、方解石粉、灰钙、重钙粉、轻钙粉、莹石粉、石英粉、重晶石粉、鳞片石墨、腻子粉、澎润土粉这些。而超微小粉原材料通过改良解决，能够加倍扩张其应用行业。通过改性材料处理滑石粉不单单是一种填充料，作为商品所组成的一种关键成分，能够提高和提高商品例如抗压强度、弹力、耐磨性能、抗持续高温、抗老化、防幅射这些性能，同时可大幅度降低新产品的产品成本。文中首先从滑石粉在塑料运用中跟大家聊聊滑石粉。

一、滑石粉的性能分析

1.1.提高

提高长石对塑料商品明显的增强作用主要来源于于独特的外部经济片状结构。生产加工后滑石粉，片状结构维持的越详细，其增强效果越严重。比较大的径厚比（块状颗粒物平均直径与其说薄厚比例）可提高塑料制品刚度、抗冲击强度、弯曲模量和耐热性。如，保险杠、汽车零部件等。

1.2.隔热保温、隔绝

隔热保温、隔绝高质量超细微滑石粉成片状结构，用以塑料产品时，可均匀成堆叠状分散化在环氧树脂中。好似水泥构件中内嵌的金属构件网，可以在保证塑料的自身优点外，产生结构力学性能出色的提高支撑点形状，可提高塑料产品物理的性能，还具有一定的隔热保温、隔绝功效。

1.3.形核

长石的滑腻感十分明显，添加滑石粉的塑料张口性大大提高，还能够改进塑料薄膜的防粘连性。当超细微的滑石粉（1µm以内）均衡分散化在塑料基材当中时，能够起到成核剂的功效，当在PET塑料中便具有成核剂的功效。

1.4.抗老化

长石和黑云母、高龄土等含硅（Si）的矿物质都有着红外感应和紫外线的高阻隔，在塑料产品方面具有显著隔热保温、抗老化等实际效果。

二、 塑料挑选滑石粉的九大因素

2.1.高纯

滑石粉的含量越高，其强化的实际效果就越好。滑石粉中的许多矿物质残渣，金属类矿物质 (尤其是铁) 对塑料的耐老化性有十分明显产生的影响。

2.2.构造

滑石粉一般成高密度的小块、叶子状、放射形、纤维 体。因为长石的晶体结构是呈片层的，因此具备易裂开成鱼鳞的倾向和特殊润湿性。高质量超细微滑石粉成片状结构，用以塑料产品时，可均匀成堆叠状分散化在环氧树脂中，与环氧树脂有良好的相溶性和结构力学性能的多样性。好似水泥构件中内嵌的金属构件网，可以在保证塑料的自身优点外，产生结构力学性能出色的提高支撑点形状，可提高塑料产品物理的性能，还具有一定的隔热保温、隔绝功效，在降低成本的前提下，能改善塑料产品物理的性能。

2.3.湿细度和色彩

滑石粉和塑料混炼胶后使塑料颜色或多或少的产生变化。深棕色塑料商品对添加的滑石粉细度并没有过高的规定。但为了使浅色系项目有好一点的色调，滑石粉要有很高的湿细度和合适的色彩。

2.4. 二氧化硅成分

滑石粉里的硅 (SiO2) 成分是检验滑石粉品味的重要因素，滑石粉中硅含量越大，长石的含量越高，运用效果也罢，价钱也就越高。顾客需针对不同的塑料产品性能规定来挑选滑石粉，当在农用地膜里加入的滑石粉硅含量应高些，粒度小、粒度分析窄，才能让塑料薄膜的透光度好、塑料薄膜的抗拉强度、抗穿刺术等性能指标值都是有提高。但在注塑加工、板才、棒料中常用的滑石粉，硅含量规定无须太高，硅成份相对较低的商品不仅价钱比较低，与此同时还可以改进塑料制品强度、抗冲击强度等。

2.5. 色调

精金矿的滑石粉菱镁矿之色调彼此之间不一样，可以为乳白色、深灰色、浅红色、粉红色、淡蓝色、淡绿色等好多颜色，滑石粉还具备一种特殊类银一样或类珍珠的颜色，并且具有一定程度的固态光泽度。这个颜色能改善产品外观及视觉冲击。

2.6. 表层特性

滑石粉随其由来不相同展现不同类型的表层特性。比表面和去油率在一定程度上取决于矿物资源与产品粒度。危害这种属性的外在因素有外表粗糙度、颗粒形状及其孔隙体积。滑石粉比较大的比表面、外型构造在危害改性剂使用量的前提下，还会推动环氧树脂构造间的结合性，进而提高塑料产品物理的性能。

2.7.水份

滑石粉的形态结构取决于它特点，滑石粉尽管呈憎水，但是由于其颗粒形状边缘不规则的性，不仅有构造水，又带有羧基，因此滑石粉水分比碳酸氢钙会大，水份非常容易危害塑料的性能，因此除去滑石粉的水分干躁工艺处理应引起高度重视。

2.8.静电感应

滑石粉呈层状结构，比表面积，颗粒形状不规则的性与表层的凹凸形状使它摩擦因数大、易释放静电，导致细微颗粒物间的凝结无法分散化，危害运用效果。

2.9.流通性

在挤压环节中，滑石粉的片状结构比其它颗粒无机材料流通性差，分散化艰难，服务器丝杆大扭矩，因此比较好的活性覆盖是摆脱这种问题的核心。

三、滑石粉在改性材料塑料中运用

我们现在关键详细介绍滑石粉在塑料行业内的运用。滑石粉的加持可更改塑料的多种多样性能，如成型收缩率、表面硬度、弯曲模量、抗拉强度、抗冲击强度、热变形环境温度、成型方法和产品尺寸稳定性等；超类别滑石粉导入到塑料里，可明显提高塑料制品刚度和耐蠕变性、强度和耐表层刮伤性、耐温性和热变形温度；非常粒度的滑石粉亦可提高塑料制品抗冲击强度，而且加上后还具备润滑的作用，能开流动性推动作用，提高塑料加工的工艺性能，它还有一个明显的特性，便是具备成核剂的功效。

3.1. 聚丙烯树脂（PP）

石灰粉主要用于添充聚丙稀。滑石粉具备片状构形的片状结构特点。因而粒度分布较细滑石粉可以用于聚丙稀的加固填充料。在PP的改性材料体系里，添加极细滑石粉不仅能够显著的提高聚丙稀制品刚度、表面硬度、耐高温蠕变性、绝缘性、尺寸稳定性，还能够提高聚丙稀的抗冲击强度。在聚丙稀中加入少量滑石粉也能起到成核剂的功效，提高聚丙稀的晶形，从而使得聚丙稀各类机械设备性能提高，又因提高晶形，细化晶粒，亦可提高聚丙稀的透光性。添充20%和40%超类别滑石粉的PP复合材质，无论是在室内温度和高温环境，都能明显提高聚丙稀的硬性和高温环境的耐应力松弛性能。

聚丙稀（PP）/滑石粉因其质优价廉、结构力学性能出色等特点在车配塑料中广泛运用。但是该原材料还存在一些存在的不足，如密度高，这不益于轻量化。微发泡PP/滑石粉原材料不仅具备复合材质的出色性能，并且相对密度降低，品质缓解。

PP/滑石粉母料

选用同方向双螺杆造粒机挤出造粒，工艺指标：螺杆转速140r/min，上料速度1.2-1.5r/min，挤压加温区环境温度160-188℃。

微发泡PP/滑石粉复合材质

PP/滑石粉母料、发泡胶母料在塑料机中二次出模成形，制取合乎检测标准的哑铃型样条。注入环境温度175℃，注入速度95%，注入工作压力500kPa。

微发泡复合材质的结构力学性能

图1 滑石粉的质量分数对微发泡原材料强度产生的影响

强度是检验原材料质轻、高强度的重要因素。由图中得知：相较于纯PP原材料，滑石粉的质量分数为5%的未起泡PP原材料的比抗拉强度减少，比抗弯强度提升，比抗冲击强度基本上不会改变；伴随着滑石粉的质量分数进一步提升，原材料的比抗拉强度、比抗弯强度和比抗冲击强度均减少

相较于纯PP原材料，滑石粉的质量分数为5%的PP原材料起泡之后，比抗拉强度和比抗弯强度提升，比抗冲击强度略微减少；再次提升滑石粉的质量分数，发泡塑料比抗拉强度、比抗弯强度和比抗冲击强度均减少。对同一原材料来讲，起泡后原材料的强度均小于未发泡塑料的。

通过以上原材料强度的解读，原材料起泡后，滑石粉的质量分数为5%的PP原材料的强度较大，再次提升滑石粉的质量分数，反倒减少原材料的强度。因而，少量滑石粉添充有益于提高PP原材料起泡后结构力学性能。

微发泡复合材质的泡孔构造

图 2微发泡滑石粉添充PP复合材质的显微镜相片 滑石粉的质量分数：a 0%、b 5%、c 10%、d 20%

相较于纯PP原材料，滑石粉的质量分数为5%的PP复合材质起泡后泡孔样子标准，匀称高密度，无泡孔合拼和坍塌的现象。质量分数为5%的滑石粉参与到PP常规中，具有网络热点形核功效。伴随着滑石粉的质量分数进一步扩大，滑石粉之间产生团圆，异像形核功效减少，后面一种对起泡体系危害比前者大，因此泡孔坍塌情况比较严重，泡孔稀少。

这是因为滑石粉的形核功效显著，泡孔总数提升，若邻近泡孔规格相仿，在表面张力的影响下趋向合拼；若规格相距比较大，因为泡孔内空气压力的差异，泡孔之间溶体塑料薄膜裂开，泡孔合拼。

微发泡复合材质的泡孔孔径数量

图3 微发泡复合材质的泡孔孔径数量产生的影响

由图中看得见：滑石粉的质量分数为5%的PP原材料的泡孔平均直径较少，为73μm，与此同时泡孔总数较多，达132个。相较于纯PP发泡塑料，添加质量分数为5%的滑石粉后，泡孔平均直径减少2700，泡孔总数提升7800。因为在PP基材里加入滑石粉后，滑石粉颗粒也起到了网络热点形核功效，泡孔总数提升，泡孔孔径减少。

伴随着滑石粉的质量分数进一步扩大至10%，滑石粉之间产生团圆，形核点降低，异像形核功效减少，后面一种对起泡体系危害比前者大，因此泡孔的平均直径反倒扩大，泡孔总数减少；再次提升滑石粉的质量分数至20%时，泡孔孔径有所下降，泡孔总数提升。尽管达到20%的滑石粉的质量分数会出现团圆，可是这时形核点总数会增加，异像成核查该起泡体系危害非常大，这时泡孔孔径减少，泡孔总数提升。

总结

（1）滑石粉对PP原材料的起泡具备异像形核功效，当滑石粉的质量分数为5%时，得到泡孔细微、匀称且高密度的微发泡原材料。伴随着滑石粉的质量分数提升，因为滑石粉在基材里的渗透性较弱，造成团圆，进而泡孔孔径扩大、总数减少。

（2）PP原材料起泡后各类结构力学性能均减少，但滑石粉的质量分数为5%时，PP原材料微发泡后结构力学性能降低较少，在其中比抗弯强度基本上贴近未发泡塑料的。

3.2.聚乙烯树脂（PE）

长石是天然硅酸镁，它与众不同的微鱼鳞状构造，具有一定的抗水性和极高的有机化学可塑性，因而有较好的耐溶剂腐蚀和滚动性。用来添充高压聚乙烯可以作为工程项目塑料，有较好的耐溶剂腐蚀和流通性。用来添充高压聚乙烯可以提高下列性能：提高韧性、拉伸应变应变速率和歪曲应变速率；提高拉伸应变抗压强度；减少在常温下和高温环境下应力松弛趋向；提高热变环境温度及尺寸稳定性；改进形变和涨缩，与此同时也有相对较低的线膨胀系数；改善传热性；提高橡塑制品零件的表面硬度及光滑度；提高高压聚乙烯的冲击韧性。

3.3.ABS树脂（丙烯腈-丁二烯-丁二烯聚合物）

ABS树脂是不定形高聚物，具备聚乙烯那般良好的成形工艺性能；它具有较好的抗冲击性能，抗低温性能好，抗拉强度高耐应力松弛性能好。为进一步提高ABS已有的应用性能，人们对于ABS改性研究广泛进行。例如ABS与PVC共混生产制造的车仪板吸塑片、ABS与PVC共混制造出来的防皮箱包皮具蒙脸皮，不仅强度大、延展性大并且能保持表层纹路的耐用性。

这类共混原材料加超细碳酸钙或极细滑石粉开展添充，可以显著的提高共混原材料的断裂伸长率和耐拉伸强度，例如：加上极细滑石粉或碳酸氢钙5-15%，断裂伸长率可提高2-4倍。因为ABS是无定型高聚物具备容下比较多填充料功能的。在其中加上极细滑石粉既能显碰地提高ABS原存下来性能，又可控制成本。

3.4.聚苯乙烯颗粒（PS）

未改良的通用性级聚乙烯是不定形高聚物，它硬而脆，但是它具有较好的电性能、抗老化性能和强的尺寸稳定性，主要缺点延性高，对周围环境应力开裂比较敏感。加上极细滑石粉可以提高断裂韧性，调整触变性，扰曲应变速率明显提高，抗张抗拉强度也是有提高。比如：加上40%极细滑石粉或滑石粉母粒，扰曲应变速率从23800kg/cm2提升58800kg/cm2，抗张度从336kg/cm2提高到385kg/cm2。

3.5.尼龙树脂（PA）

对尼龙（聚酰胺），在工业上特别注意利用这种塑料的韧性和耐磨性。尼龙一般是硬的，类似角质，具有良好的耐磨性和高的尺寸稳定性。这些性能都可以通过填充剂或增强剂加以进一步提高。

PA66的硬度、劲度、耐磨性和热变形温度在尼龙里是较高的；PA6以其较高的韧性着称；PA610吸水性较低，从而尺寸稳定性也较高；PA11冲击强度在尼龙里较高。

在各种填料中，层状结构的滑石粉能提高尼龙原有的好性能，改进耐磨性较为重要。与金属相比未填充改性尼龙弹性模量低，拉伸和蠕变强度低，力学性能与温度有明显的依赖关系，分子上含有吸水基因胺基，吸水率高，制品在使用时易吸水膨胀变形，加工成型时冷却快结晶不完全，在使用时还在结晶，这就导致制品变形，甚至开裂。

尼龙的上述缺点，添加超细滑石粉能够有很大的改善，滑石粉有成核剂的作用，添加后能够提高尼龙的结晶速率，增大结晶度。因此特别能够提高尼龙的韧度、机械强度、硬度、热稳定性、尺寸稳定性，改进制品表面质量和变形行为，对于吸潮性、电性能和化学性能也有好的影响。

3.6.聚氯乙烯树脂（PVC）

用普通粉体填充聚氯乙烯已经非常普遍地在使用，如制造硬聚氯乙烯管材，填充碳酸钙量可以达到40%，但是聚氯乙烯的抗张强度和冲击强度都要降低；如果添加平均颗粒在5微米即2000目的滑石粉，添加到40-45%体积份数时，可以发现材料的屈服强度甚**于原来的断裂强度，对聚氯乙烯体系有明显的增强作用。对于冲击强度，添加超细滑石粉，无缺口冲击强度在15%重量份内基本上不降低，缺口冲击强度有所降低，对于扰曲模量，能够显着增加。超细粉体对于添加增韧性剂的聚氯乙烯体系，如PVC/CPE、PVC/ABS体系，则具有十分显着的补强作用。

3.7.其他树脂

在含氟聚合物中如聚四氟乙烯，添加滑石粉能够改进蠕变强度、耐磨性、韧度、导热性、压缩强度、硬度、蠕变倾向和在高温下的热变形性；在聚甲醛中添加滑石粉填充剂，可以使其本身韧度进一步提高；在聚碳酸酯中添加超细目滑石粉，可以提高韧度；在聚苯硫醚中添加超细目滑石粉，可以获得较好的加工性，较低的收缩，脱模尺寸精确。

3.8.滑石粉对SEBS（弹性体）

在SEBS为基材的TPE热塑性弹性体性改性料中有时候也不一定要用钙粉作为填料，滑石粉也可以作为TPE热塑性弹性体的填料之一；滑石粉与其它填料相比，它的主要特点是：白度较好，能适当增加共混粒料的流动性。在确定某一粒料的基本配方的条件下，如SEBS YH-503 100份，粉料PP 40份，白油200份，改变滑石粉的加入量，随着滑石粉加入量的增加，共混粒料的性能基本保持不变，永久变形逐渐变小，拉伸强度在滑石粉加入量增加到40份下降比较明显。

韧性哥注：滑石粉相对来说色相偏青灰，做白色料时候，没有碳酸钙好。

四、滑石粉在制品中的作用

滑石粉主要应用于薄膜、中空类制品、汽车零部件、家电零部件、管材等领域，在不同的领域，发挥着不一样的能力。在薄膜中，起保温阻隔；在中空类制品中，提高制品刚度，降低收缩率等；在汽车零部件中，提高强度，改善抗蠕变性能等；在家电零部件中，改善家电产品的质量及外观；在管材、板材中，提高尺寸稳定性，耐爆破能力。

4.1. 薄膜类制品

滑石粉在薄膜中对7--25μm的波长辐射有一定的屏蔽作用，这样可使白天所积蓄的热量在夜间以红外线的形式向外界散失受到阻隔，从而达到棚内保温的作用。滑石粉还可以提高薄膜的力学性能，如：拉伸强度、弯曲强度和刚性等均有所提高。还可以使薄膜的外观更加色彩艳丽，呈珍珠状，手感性也有改善。

4.2.中空类制品

有些中空制品在添加CaCO3母料时，可降低生产成本，但制品的物理性能有所下降，特别在盛放酸类物质时，易受到侵蚀，影响使用性能。在塑料中空制品中添加适量的滑石粉，可降低生产成本，减小制品收缩率，改善制品刚度，提高制品使用寿命。

4.3.汽车零部件及航空、**零部件

滑石粉在汽车塑料零部件中应用较早，用量较大，主要有保险杠、仪表盘饰件、内装饰面板、风扇罩、加热器罩、管类、隔热板及各种塑料零件等，滑石粉可提高制品的冲击强度，改善高温下的抗蠕变性能，降低模塑收缩率，赋予制件表面质量更加优良，外观更加华丽，触摸感更适宜。滑石是一种常见的硅酸盐矿物，滑石的片状结构对塑料材料的刚性和高温下的抗蠕变性带来正面影响，使其可以作为增强性填料。滑石粉对聚丙烯材料有很好的增强作用，同时能提高聚丙烯的尺寸稳定性，耐热性等。在滑石填充PP汽车材料应用中，其片状结构有利于协调刚性和冲击韧性的较佳平衡。

韧性哥注：在汽车行业PP T20是一个经典的牌号，就是20%滑石粉填充的改性增韧聚丙烯。

目前，在飞机、航空、航天、**等工业中，滑石粉的耐化学性、高低温稳定性及优异的机械性能都得到了认可，广泛应用于**弹药包装箱、医药箱、机械装饰件等产品，还可用于密封衬垫、内装饰件等部件，可改善和提高部件的隔热、保温、隔音性能，减轻重量。

4.4.家电零部件

滑石粉不但可降低家电零配件的生产成本，还能改善家电产品的质量及外观，特别是在耐老化、防晒、褪色、隔热、保温、阻燃、隔音减重及改善产品特殊功能方面，有着不可替代的优势和特性。

4.5.管材、板材类制品

滑石粉可提高管材的耐爆破压力，特别是环刚度是制约大型塑料管材的重要指标，在加入一定量滑石粉后，可明显提高塑料管材的环刚度，提高制品尺寸稳定性。但是，大量的滑石粉会影响塑料管件的熔融联接。塑料板材是近几年发展较快的产品，滑石粉可提高板材的挺括性、阻燃性及化学稳定性。在铝-塑-铝装饰板材中加入滑石粉后，可明显降低产品生产成本，改善产品的隔热、隔音效果，提高产品的实用性和力学性。

五、主要产地

我们国内家族的根据地，广布于15省自治区，主要分布在辽宁、山东、广西、江西、青海五省（区），储量之和占全国资源总量95%。目前我国探明的滑石粉主要分布在广西桂林一带、山东栖霞、莱州胶东半岛、辽宁海城地区等。

由于矿源不同，滑石的性能结构不同，经过对比应用试验，广西的滑石透明性好，加工性能优异。山东胶州半岛的滑石粉SiO2含量较低，白度好，但透明性差。辽宁海城的滑石粉矿产资源丰富，价格适中，品种较多。但滑石粉的品种很多，矿源不同，加工技术也有差异，在选择滑石粉时一定要根据用途不同，选择不同规格、不同指标的滑石粉。滑石粉中的SiO2含量对滑石粉的性能有影响。

表格 1二氧化硅的含量与价格性能的关系

5.1.宁滑石——粉红块、高白度

辽宁地区矿石以粉色、白色、灰白色、青灰色块滑石为主，次为片状滑石，主要分布在海城、本溪、大石桥、桓仁、岫岩、宽甸、凤城等市县。

海城是较主要的滑石粉生产区，较具代表性的滑石粉生产厂家有北海集团（年产100万吨）、艾海集团（年产50万吨）和东宇化矿集团（年产50万吨）等等。

5 2.山东滑石—白色、烟色块，高白度

山东滑石主要分布在平度、莱州、栖霞等市县，均属碳酸岩型滑石矿床。石以白、灰白、浅绿、灰绿块滑石为主，次为片状滑石，部分为粉末状滑石和黑滑石，致密细腻的白色、灰白色纯滑石。平度是主要的滑石粉生产地区。

5.3.广西滑石——灰白、淡绿软滑石

广西滑石主要分布在龙胜、上林、环江等县，矿石以灰白、淡绿、灰绿块状、片状软滑石为主，其次为“灰绿色滑石”。较具代表性的滑石粉生产厂家有桂林、广西、广西龙胜等等。

5.4.江西滑石——沉积粘土型黑滑石

江西滑石主要分布在于都、广丰、高安等地，矿石为灰色、紫灰色、黑色，土状。广丰是主要的滑石粉生产基地。

5.5.青海滑石——共生滑石矿

青海滑石主要有两个矿床，一是茫崖特大型纤维蛇纹石石棉——滑石共生矿床，二是祁连小型滑石——菱镁矿共生矿床。目前开发利用程度较低。