一、我国无机填料行业现状
目前我国的无机填料生产企业多是由原先规模较小的乡镇企业转化而来的民营企业, 因此大多存在规模小、技术弱、创新慢、层次低的通病, 而这些不足带来的另一个通病是品种单一, 技术含量低, 产品附加值低, 如目前在橡胶企业中使用较多的水洗硬质陶土的价格基本上在每吨600元以下。产品的低附加值使企业无力在产品的技改上加大投入, 也缺乏引入高素质人才的基础, 使陶土生产企业始终在低水平层次上苦熬日子。而同样的水洗陶土, 国外产品由于进行了特殊的生产工艺及后续加工, 每吨价格超过3 000元, 特殊的产品如用作橡胶胶片隔离剂的预处理陶土, 每吨售价甚至超过6 000元。
碳酸钙行业的处境比陶土行业略好一些, 但陶土行业存在的2个通病碳酸钙行业同样也存在。之所以目前碳酸钙行业的处境比陶土行业强一点, 是因为碳酸钙行业还有较高比例的国有企业的优势, 如原先的上海碳酸钙厂、浙江菱湖轻钙厂、黄石碳酸钙厂等一批国有企业, 由于技术力量较强, 加上行业技术交流多, 使碳酸钙行业的技术与国际先进水平的差距在10年以内。
但是, 随着国有企业的倒闭与转制, 行业缺乏新技术的补充, 行业的技术交流名存实亡, 使我国碳酸钙行业与国外特别是与日本的碳酸钙行业的差距迅速拉大, 以纳米碳酸钙为例, 在日本, 纳米碳酸钙在轻质碳酸产品中的比例已超过70%, 而我国的比例还不到5% , 而且有相当比例的国产纳米碳酸钙的品质存在不足, 不能与进口产品相比, 使我国虽然已是轻质碳酸钙的生产大国, 但高端的轻质碳酸钙产品还得靠进口。
二、无机填料品质提升的途径
无机填料行业只有提升产品品质、提高产品的附加值, 同时加大科研投入, 并与填料的使用部门及科研院所密切合作, 开发适销对路的高端产品, 才能迎来行业的春天。
2.1 硅酸盐产品：
在硅酸盐产品品质提升方面, 目前国内已有不少新产品报道, 如插层改性纳米蒙脱土、纳米陶土、活性陶土、水溶性陶土等, 但大部分新产品与新技术还深藏在科研院所中, 不知是科研院所不愿意抛绣球还是填料生产企业不愿意接绣球, 总之, 我国在无机填料改性方面的成果很多,但形成生产线的很少。
分析其中的原因, 不外乎以下二方面: 一是新产品或新技术还处于试验阶段,不具备进行中试或生产应用的条件, 也可能是缺乏进一步试验的资金或行业支持; 二是行业经营者对新产品与新技术的市场前景缺乏信心或行业的经营者与技术成果的持有者缺乏相互沟通的渠道。
硅酸盐无机填料同白炭黑一样, 因其较强的亲水性, 粒子表面能大, 在生产过程中, 粒子与粒子之间易二次附聚形成更大粒径的粒子, 影响其补强性能, 同时, 填料填充到橡胶中后, 填充粒子之间极易形成填料网络, 即产生培恩效应, 从而影响胶料的综合性能, 因此, 应对填料进行表面改性,以提高填料粒径的均一性, 同时降低培恩效应。
2.2 硅酸盐类填料提升品质的途径
对硅酸盐无机填料的品质提升有2条途径:一是对其纳米化, 并用有机材料对其表面改性后再造粒, 以防止纳米粒子的二次附聚, 同时减少填料使用单位的粉尘污染; 二是利用填料本身的结构特点, 挖掘其优点, 克服其不足。如前述的蒙脱土, 其最小粒子结构是片层结构, 在垂直片层的方向上有很高的气体通过阻碍性, 如能用高聚物对其片层结构进行插层改性, 则既利用了其本身的优点, 又极大地提高了其补强性能, 使其利用价值得到质的提升, 这也是国内外对其研究热情极高的原因。
 纳米高岭土在BR, EPDM 和NR中的补强试验结果说明, 纳米高岭土胶料在拉伸强度和定伸应力方面总体优于白炭黑胶料, 特别是在NR 中,纳米高岭土的拉伸强度比白炭黑高约10 MPa。在拉断伸长率和弹性方面, 纳米高岭土胶料也总体优于白炭黑胶料。在撕裂强度方面, 白炭黑BR和EPDM 胶料优于纳米高岭土胶料, 但纳米高岭土NR 胶料优于白炭黑胶料。
 从上述结果可以看到, 纳米高岭土性能可与白炭黑媲美, 这是无机填料通过品质提升, 提高其产品附加值的核心所在。
2.3 碳酸钙产品
碳酸钙的质量提升难度略小于硅酸盐, 因为碳酸钙生产基本上为工厂化作业, 特别是沉淀法轻质碳酸钙改性对其生产成本影响不是很大, 产品改性的成本主要是改性材料本身的成本与附加设备的投资。但是行业内对产品品质提升的热情似乎不高,
据统计,我国纳米碳酸钙产量占轻质碳酸钙产量的比例不到5% , 而日本纳米碳酸钙产量占轻质碳酸钙产量的比例则超过70%。性能优异的纳米碳酸钙使用比例在国内不是很高。
为什么会造成上述的2个奇怪现象呢? 根据笔者对轻质碳酸钙行业的了解, 认为主要有以下3个方面的原因。
1. 碳酸钙改性缺少技术支持, 得不到国家的科技扶持, 企业科技创新的基础薄弱。
2. 新技术、新产品的研发与应用的技术人员沟通不够, 研发人员不知道要开发什么新产品、研发什么新技术; 生产人员不知道应生产什么适销对路的新产品, 不清楚能使用什么既能节省成本又能提高产品质量的新技术, 更不了解自己生产的产品在使用中有什么不足与技术瓶颈; 产品的应用人员也提不出对轻质碳酸钙产品进行何种技术改性而能使自己的制品达到提质降耗的目的。
3. 企业的质量意识和管理水平还未达到一定的层次。国内生产的大部分轻质碳酸钙产品在品质方面不如日本产品, 特别是纳米碳酸钙和活性碳酸钙, 质量的均一性与日本产品比较存在差距。国产纳米碳酸钙和活性碳酸钙的性价比不高, 这可能也是目前我国轻质碳酸钙产品中纳米碳酸钙所占比例不高, 而进口产品虽然价格昂贵但进口数量还是不断上升的原因。
2.4 碳酸钙产品提升品质的途径
对碳酸钙的品质提升, 目前主要有产品的纳米化与产品的功能化改性2种途径。纳米碳酸钙与普通轻质碳酸钙的价格差距十分明显, 国内普通轻质碳酸钙的价格在每吨800元以下, 而纳米碳酸钙的价格则在1600 元以上。但国产纳米碳酸钙在粒径分布的均一性上还存在不足, 有相当比例的粒径超过120 nm, 而这些粒径超过100 nm 的粒子是造成橡胶制品早期损坏的原因之一。
碳酸钙产品的功能化改性是指对碳酸钙的表面进行化学与物理改性, 以达到某种功能化的目的。
 轻质碳酸钙的表面包覆氧化锌与氧化钛后, 可以部分代替高价的氧化锌与钛白粉; 轻质碳酸钙表面包覆氧化锌与氧化钛后, 每吨售价可达4 000元以上。
轻质碳酸钙的表面包覆二氧化硅后, 可以部分代替白炭黑及补充白炭黑在某些性能上的不足。该产品每吨售价可达2 000元以上。轻质碳酸钙的表面包覆金属后, 可以提高橡胶制品的某些特殊性能, 每吨售价可达3 000元以上。
三、无机填料行业发展的趋势和前途
1. 我国无机填料的生产与应用存在先天与后天的不足, 这种局面很难在短时间内彻底改观, 需通过多方的共同努力而取得发展。
2. 提升无机填料的品质、提高无机填料产品的性价比和附加值, 是振兴无机填料行业的唯一途径。
3. 通过提升产品品质及提高产品附加值, 可使目前的无机填料企业在不增加产能的前提下,利润率提高2倍以上, 并使行业的人才培养、企业发展步入正常轨道。
4. 为了提高产品的附加值, 除了无机填料行业重视产品品质提升, 还需要整个行业共同培育市场, 以恢复橡胶和塑料行业对国产高档无机填料产品品质的信心, 经过3~ 10年的共同努力, 可使我国无机填料行业驶入正常利润率甚至高利润率的轨道。
5. 无机填料企业可以得到国家的科技扶助,并通过研发、生产、应用三结合, 尽快缩短与国外先进企业的差距, 使产品由低端向高端发展, 进而带动相关行业的技术进步。
（中国粉体技术网/远志）
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