【色母粒产业网】9 月 9 日消息，在塑料加工领域，各类无机粉体填料凭借独特的性能与成本优势，成为优化制品品质、降低生产能耗的关键辅助材料。其中，碳酸钙作为当前应用最广泛的粉状无机填料，以价格亲民、来源充足、无毒无味的特点，在众多塑料品类中占据重要地位。其白度可达到 96%，支持自由着色，且化学稳定性优异、易于干燥，从填料分类来看，主要涵盖重质碳酸钙、轻质碳酸钙与活性碳酸钙三大类，不同类型的碳酸钙在制备工艺、物理特性及适用场景上各有侧重。
重质碳酸钙(简称重钙)由石灰石等原料经机械粉碎、筛选分级及表面处理制成，按粉碎方式可进一步分为干式重质碳酸钙(商品名双飞粉)与湿式重质碳酸钙。受机械粉碎工艺影响，重钙粒子形状无规则且大小不均，平均粒径处于 1～10μm 区间，其中 3μm 以下的粒子占比达 50%，密度为 2.7～2.9g/cm³，几乎不溶于水。近年来，随着气流粉碎、分级等技术的升级，更微细的重钙产品得以量产，甚至能制备出粒径仅 0.1μm 的超细重质碳酸钙，这类产品常用于 PVC 塑料中，可有效降低生产成本、改善制品尺寸稳定性，与黏土搭配使用时，还能提升塑料的弹性与抗热变形能力。轻质碳酸钙(简称轻钙)则通过化学方法生产，又称沉降碳酸钙，粒子多呈纺锤形、针形或柱形，粒径同样为 1～10μm，但 3μm 以下粒子占比更高，达到 80%，密度为 2.65g/cm³，在聚烯烃塑料中应用较多，除具备与重钙相似的功能外，还拥有更优的增强效果与耐酸性。活性碳酸钙(又称胶质碳酸钙、改性碳酸钙，日本称其为 “白艳华”)，是采用硬脂酸(质量分数约 3%)等表面处理剂，对轻钙或重钙粉体进行表面改性活化制成，外观为白色细腻软质粉末，密度 1.99～2.01g/cm³，用其填充的塑料制品不仅强度达标、表面光滑，还具备良好的润滑性，加工便利性显著提升。此外，碳酸钙按粒度可分为微粒(1～5μm)、微细(0.1～1μm)、超细(0.02～0.1μm)与超微细(小于 0.02μm)四个等级，目前超细级碳酸钙多采用连续喷雾碳化与喷雾干燥结合的 “双喷工艺” 生产，该工艺能实现碳酸钙表观团粒微细化，且粒子表面活化均匀，当粒径处于 0.005～0.02μm 时，其补强作用可与白炭黑相媲美。
据色母粒产业网了解，除碳酸钙外，滑石粉是用量仅次于前者的塑料填料，其主要成分为水合硅酸镁(化学式 3MgO・4SiO2・H2O)，由天然滑石经粉碎精选制成，属于典型的鳞片状填料。滑石粉化学性质稳定，触感滑腻，密度 2.7～2.8g/cm³，作为塑料填料时，可提升制品的硬度、阻燃性、耐酸碱性、电绝缘性、尺寸稳定性与耐蠕变性，同时具备润滑作用，能减少对加工机械及模具的磨损，但用量过多会影响产品的焊接性能。得益于鳞片状结构，滑石粉填充的塑料刚性较强、各向异性小，适合加工大型及平面制品，在 PP 塑料中常用作结晶成核剂，可使 PP 球晶微细化、提高结晶度并增强刚性，同时也可应用于 PVC、PE、PA 及 PC 等树脂，添加量通常为 10%～40%，其成型工艺条件与设备和碳酸钙填充塑料相近，可通过挤出、压制、注射、压延等方式生产各类塑料制品，且因无毒特性，可用于与食品接触的制品。
硅灰石(化学式 CaSiO3)是第三大塑料填料，仅次于碳酸钙与滑石粉。天然硅灰石具有 β 型硅酸钙化学结构，粒子以针状为主，同时包含棒状与粒状，外观为白色晶体，不含结晶水，吸湿性小、无毒，且热胀系数低、热稳定性高，兼具耐化学腐蚀、耐气候老化的特点，力学与电性能表现优异。其折光指数为 1.62，与 PVC 混合料折光指数接近，因此成为 PVC 透明制品的首选填料;同时，依托针状结构，硅灰石对塑料具有一定补强作用，可部分替代价格较高的玻璃纤维。在应用场景上，硅灰石可用于 PVC、PP、PE、PA、聚酯、环氧树脂及酚醛等树脂，添加量一般不超过 40%，使用时常用硅烷类偶联剂进行表面处理，以提升与树脂的相容性。
高岭土(化学式 Al2O3・2SiO2・2H2O)属于黏土矿物粉末，又称陶土、白土、瓷土，主要成分为含水硅酸铝，呈层状结构，质地柔软且有滑腻感，密度 2.2～2.6g/cm³，pH 值 5～6，无毒且具备阻燃性。与碳酸钙相比，高岭土的成型加工性更优，填充量达到树脂的 3 倍时仍可正常成型，而碳酸钙填充量达到树脂 1 倍时就会出现成型困难。作为塑料填料，高岭土的电绝缘性能突出，可用于 PVC 绝缘电线包皮、PE 与 PP 电缆、薄膜复合材料等领域，例如在 PVC 中添加 10% 质量分数的高岭土，可使电绝缘性能提升 5～10 倍;同时，高岭土还可掺入聚苯乙烯基薄膜复合材料中用于制造印刷纸张，在聚酯与环氧树脂中能调节树脂黏度、优化成型加工性能并提高耐磨性，此外也可作为 PP 的成核剂，发挥一定阻燃作用。高岭土在塑料中的添加量通常为 5%～60%，粒度需在 100 目以上，不过其吸湿性较强，贮存时需防止受潮结块，使用前必须烘干以避免影响塑料制品质量，部分情况下还需对其表面进行亲油性处理，增强与塑料的亲和性。
云母作为一类层状含水铝硅酸盐矿物，成分复杂，包含铝、钾、锂、镁、铁等多种元素，云母填料是由天然云母碎片经粉碎加工制成的云母粉，粒径通常为 8～10μm，长径比约 30，属于典型的片状结构，具有玻璃光泽，含水量 1.0%～4.2%，因无毒可用于与食品接触的制品。在应用范围上，云母粉既能填充 PE、PP、PVC、PA、ABS、聚酯等热塑性塑料，也可用于 EP(酚醛树脂)、PF(环氧树脂)等热固性塑料，添加量一般为 10%～40%，粒度在 100～325 目之间。作为塑料填充剂，云母粉能显著提高塑料制品的拉伸弹性模量与弯曲弹性模量，赋予制品优良的电绝缘性、耐热性与尺寸稳定性，同时提升耐湿性与耐蚀性，不过其价格相对较高，一定程度上限制了应用场景的拓展。
硅藻土是由单细胞藻类在海底或湖底沉积形成的化石，主要成分为 SiO2，具有多孔结构，质地轻盈，易于研磨成粉，外观为白色或浅黄色粉末，粒径 25～40μm，密度 1.6～2.3g/cm³。作为优质的轻质填料，硅藻土可用于 PVC、PO(聚烯烃)及热固性塑料，同时还能作为防粘连剂，应用于轻质、隔声、隔热等建筑复合材料，但其缺点也较为明显，吸油量与吸树脂量较大，在使用时需结合实际需求合理控制用量。
炭黑是在可控条件下烃类化合物不完全燃烧生成的产物，品种丰富，按制备方法可分为槽法炭黑、炉法炭黑与热裂解法炭黑等。将炭黑加入聚合物中，既能起到保护塑料免受光降解、抗热氧化的作用，又能提高塑料制品的刚性。炭黑的细度对制品性能影响显著，颗粒越细，制品黑度越高、紫外线屏蔽作用越强、耐老化性能越好，表面电阻率也越低，但同时会增加分散难度。作为填料使用的炭黑，多选用粒径较大的炉法炭黑，一般为 25～75μm。
二氧化硅(化学式 SiO2)属于岩石粉末，主要分为石英粉与硅石粉两类。天然 SiO2 粉多用于热固性树脂，如不饱和聚酯与 EP(环氧树脂)中，用于生产人造玛瑙与人造大理石;二氧化硅也可通过合成制备，这类合成产品通常称为白炭黑，是补强作用仅次于炭黑的填料，具有消光效果，能提高塑料的电绝缘性与硬度，不过其流动性较差、黏度较高，在加工过程中需通过工艺优化或搭配其他助剂改善使用效果。
