一、我國無機填料行業現狀
目前我國的無機填料生產企業多是由原先規模較小的鄉鎮企業轉化而來的民營企業, 因此大多存在規模小、技術弱、創新慢、層次低的通病, 而這些不足帶來的另一個通病是品種單一, 技術含量低, 產品附加值低, 如目前在橡膠企業中使用較多的水洗硬質陶土的價格基本上在每噸600元以下。產品的低附加值使企業無力在產品的技改上加大投入, 也缺乏引入高素質人才的基礎, 使陶土生產企業始終在低水平層次上苦熬日子。而同樣的水洗陶土, 國外產品由于進行了特殊的生產工藝及后續加工, 每噸價格超過3 000元, 特殊的產品如用作橡膠膠片隔離劑的預處理陶土, 每噸售價甚至超過6 000元。
碳酸鈣行業的處境比陶土行業略好一些, 但陶土行業存在的2個通病碳酸鈣行業同樣也存在。之所以目前碳酸鈣行業的處境比陶土行業強一點, 是因為碳酸鈣行業還有較高比例的國有企業的優勢, 如原先的上海碳酸鈣廠、浙江菱湖輕鈣廠、黃石碳酸鈣廠等一批國有企業, 由于技術力量較強, 加上行業技術交流多, 使碳酸鈣行業的技術與國際先進水平的差距在10年以內。
但是, 隨著國有企業的倒閉與轉制, 行業缺乏新技術的補充, 行業的技術交流名存實亡, 使我國碳酸鈣行業與國外特別是與日本的碳酸鈣行業的差距迅速拉大, 以納米碳酸鈣為例, 在日本, 納米碳酸鈣在輕質碳酸產品中的比例已超過70%, 而我國的比例還不到5% , 而且有相當比例的國產納米碳酸鈣的品質存在不足, 不能與進口產品相比, 使我國雖然已是輕質碳酸鈣的生產大國, 但高端的輕質碳酸鈣產品還得靠進口。
二、無機填料品質提升的途徑
無機填料行業只有提升產品品質、提高產品的附加值, 同時加大科研投入, 并與填料的使用部門及科研院所密切合作, 開發適銷對路的高端產品, 才能迎來行業的春天。
2.1 硅酸鹽產品：
在硅酸鹽產品品質提升方面, 目前國內已有不少新產品報道, 如插層改性納米蒙脫土、納米陶土、活性陶土、水溶性陶土等, 但大部分新產品與新技術還深藏在科研院所中, 不知是科研院所不愿意拋繡球還是填料生產企業不愿意接繡球, 總之, 我國在無機填料改性方面的成果很多,但形成生產線的很少。
分析其中的原因, 不外乎以下二方面: 一是新產品或新技術還處于試驗階段,不具備進行中試或生產應用的條件, 也可能是缺乏進一步試驗的資金或行業支持; 二是行業經營者對新產品與新技術的市場前景缺乏信心或行業的經營者與技術成果的持有者缺乏相互溝通的渠道。
硅酸鹽無機填料同白炭黑一樣, 因其較強的親水性, 粒子表面能大, 在生產過程中, 粒子與粒子之間易二次附聚形成更大粒徑的粒子, 影響其補強性能, 同時, 填料填充到橡膠中后, 填充粒子之間極易形成填料網絡, 即產生培恩效應, 從而影響膠料的綜合性能, 因此, 應對填料進行表面改性,以提高填料粒徑的均一性, 同時降低培恩效應。
2.2 硅酸鹽類填料提升品質的途徑
對硅酸鹽無機填料的品質提升有2條途徑:一是對其納米化, 并用有機材料對其表面改性后再造粒, 以防止納米粒子的二次附聚, 同時減少填料使用單位的粉塵污染; 二是利用填料本身的結構特點, 挖掘其優點, 克服其不足。如前述的蒙脫土, 其最小粒子結構是片層結構, 在垂直片層的方向上有很高的氣體通過阻礙性, 如能用高聚物對其片層結構進行插層改性, 則既利用了其本身的優點, 又極大地提高了其補強性能, 使其利用價值得到質的提升, 這也是國內外對其研究熱情極高的原因。
 納米高嶺土在BR, EPDM 和NR中的補強試驗結果說明, 納米高嶺土膠料在拉伸強度和定伸應力方面總體優于白炭黑膠料, 特別是在NR 中,納米高嶺土的拉伸強度比白炭黑高約10 MPa。在拉斷伸長率和彈性方面, 納米高嶺土膠料也總體優于白炭黑膠料。在撕裂強度方面, 白炭黑BR和EPDM 膠料優于納米高嶺土膠料, 但納米高嶺土NR 膠料優于白炭黑膠料。
 從上述結果可以看到, 納米高嶺土性能可與白炭黑媲美, 這是無機填料通過品質提升, 提高其產品附加值的核心所在。
2.3 碳酸鈣產品
碳酸鈣的質量提升難度略小于硅酸鹽, 因為碳酸鈣生產基本上為工廠化作業, 特別是沉淀法輕質碳酸鈣改性對其生產成本影響不是很大, 產品改性的成本主要是改性材料本身的成本與附加設備的投資。但是行業內對產品品質提升的熱情似乎不高,
據統計,我國納米碳酸鈣產量占輕質碳酸鈣產量的比例不到5% , 而日本納米碳酸鈣產量占輕質碳酸鈣產量的比例則超過70%。性能優異的納米碳酸鈣使用比例在國內不是很高。
為什么會造成上述的2個奇怪現象呢? 根據筆者對輕質碳酸鈣行業的了解, 認為主要有以下3個方面的原因。
1. 碳酸鈣改性缺少技術支持, 得不到國家的科技扶持, 企業科技創新的基礎薄弱。
2. 新技術、新產品的研發與應用的技術人員溝通不夠, 研發人員不知道要開發什么新產品、研發什么新技術; 生產人員不知道應生產什么適銷對路的新產品, 不清楚能使用什么既能節省成本又能提高產品質量的新技術, 更不了解自己生產的產品在使用中有什么不足與技術瓶頸; 產品的應用人員也提不出對輕質碳酸鈣產品進行何種技術改性而能使自己的制品達到提質降耗的目的。
3. 企業的質量意識和管理水平還未達到一定的層次。國內生產的大部分輕質碳酸鈣產品在品質方面不如日本產品, 特別是納米碳酸鈣和活性碳酸鈣, 質量的均一性與日本產品比較存在差距。國產納米碳酸鈣和活性碳酸鈣的性價比不高, 這可能也是目前我國輕質碳酸鈣產品中納米碳酸鈣所占比例不高, 而進口產品雖然價格昂貴但進口數量還是不斷上升的原因。
2.4 碳酸鈣產品提升品質的途徑
對碳酸鈣的品質提升, 目前主要有產品的納米化與產品的功能化改性2種途徑。納米碳酸鈣與普通輕質碳酸鈣的價格差距十分明顯, 國內普通輕質碳酸鈣的價格在每噸800元以下, 而納米碳酸鈣的價格則在1600 元以上。但國產納米碳酸鈣在粒徑分布的均一性上還存在不足, 有相當比例的粒徑超過120 nm, 而這些粒徑超過100 nm 的粒子是造成橡膠制品早期損壞的原因之一。
碳酸鈣產品的功能化改性是指對碳酸鈣的表面進行化學與物理改性, 以達到某種功能化的目的。
 輕質碳酸鈣的表面包覆氧化鋅與氧化鈦后, 可以部分代替高價的氧化鋅與鈦白粉; 輕質碳酸鈣表面包覆氧化鋅與氧化鈦后, 每噸售價可達4 000元以上。
輕質碳酸鈣的表面包覆二氧化硅后, 可以部分代替白炭黑及補充白炭黑在某些性能上的不足。該產品每噸售價可達2 000元以上。輕質碳酸鈣的表面包覆金屬后, 可以提高橡膠制品的某些特殊性能, 每噸售價可達3 000元以上。
三、無機填料行業發展的趨勢和前途
1. 我國無機填料的生產與應用存在先天與后天的不足, 這種局面很難在短時間內徹底改觀, 需通過多方的共同努力而取得發展。
2. 提升無機填料的品質、提高無機填料產品的性價比和附加值, 是振興無機填料行業的唯一途徑。
3. 通過提升產品品質及提高產品附加值, 可使目前的無機填料企業在不增加產能的前提下,利潤率提高2倍以上, 并使行業的人才培養、企業發展步入正常軌道。
4. 為了提高產品的附加值, 除了無機填料行業重視產品品質提升, 還需要整個行業共同培育市場, 以恢復橡膠和塑料行業對國產高檔無機填料產品品質的信心, 經過3~ 10年的共同努力, 可使我國無機填料行業駛入正常利潤率甚至高利潤率的軌道。
5. 無機填料企業可以得到國家的科技扶助,并通過研發、生產、應用三結合, 盡快縮短與國外先進企業的差距, 使產品由低端向高端發展, 進而帶動相關行業的技術進步。
（中國粉體技術網/遠志）
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