硅灰石的應用與進展

硅灰石在不同行業的應用，就好比不同的男人選擇了不同的行業，進入了不同的事業環境；也像不同的女人嫁給了不同的男人，進入了人不同的家庭環境。雖然都不能直接分好壞，但價值感和幸福感還是不同的。

硅灰石屬天然綠色、低碳排放礦物工業原材料，無毒無害，呈纖維狀、針狀結構、大長徑比，顏色光亮潔白，天然低鐵、微硫磷，不含結晶水、熔點高、耐腐蝕、耐老化、熱膨脹系數小，折光率高，具有良好的補強性、密封性、耐熱性、耐磨性、穩定性。那硅灰石可以選擇哪些有潛力的行業呢？

灌封膠是指以樹脂為主要成份，添加各類功能性助劑、填料，配合合適的固化劑制作的一類液體封裝或灌封材料，用于電子元器件的粘接，密封，灌封和涂覆保護。環氧灌封料常用的填充劑有二氧化硅、氫氧化鋁、氧化鋁、氫氧化鎂以及硅灰石等粉體材料。經硅氧烷、鈦酸酯等偶聯劑處理的“活性”填充劑，不僅可提高填充劑用量，還可明顯地提高材料的力學性能和耐潮濕性能。

環氧灌封膠以硅灰石纖維為填充材料，可嫁接硅灰石的眾多優點，讓環氧灌封材料具備更高的介電性能、物理強度、機械性能、耐熱性、耐磨損、以及阻燃性等一系列優異的性能。硅灰石粉不僅具有良好的增強作用，而且本身化學穩定性高、耐熱性和耐久性突出。另外，硅灰石比重與以往的氧化鋁填充材料等占比低得多，有較大的可調節空間，大幅度減少復合填料的比重。此外，針狀結構的硅灰石與球形填料如二氧化硅、氧化鋁可以形成交叉堆砌，使灌封更加致密，空隙更少，避免了電子產品由于散熱不佳引起的過熱、起火和爆炸。

如今，5G網絡和設備已經基本成型，5G手機的普及基本已是定局，到時各種處理器和射頻前端以及諸多電子產品內部元器件的加工都會迎來一波迭代大潮。在這其中，熱元器件與整機散熱系統的組合必然離不開膠粘劑的粘接和灌封。如何讓產品具備良好的絕緣性、導熱性，同時兼具粘接強度以及阻燃性能，這一系列的問題會很大程度上取決于灌封膠所具備的性能。而針狀結構的硅灰石集導熱、絕緣、補強、耐熱、耐久、阻燃等優點于一身，作為一種膠粘劑的功能性填料，在5G通信發展中必然有機會牢牢粘連住一席之地。

人工骨，在鈦合金表面涂敷一層具有生物活性的陶瓷材料制成的仿生產品。這種人工骨強度高、韌性好是其優點，但其成分與人骨組織的成分相差較大，很難達到真正意義上的愈合，而且容易被腐蝕。許多學者的研究表明，以硅灰石為主要原料制備的生物陶瓷，生物活性高、強度高、穩定好、與人骨組織的相容性好，可望在人工骨領域得到應用。

有日本學者以Bis-GMA樹脂為有機基材料，分別選出磷灰石-硅灰石(AW)、羥基磷灰石(HA)和β-磷酸三鈣(β-TCP)三種無機填料來比較研究制成的粘固粉與真骨組織相容性及結合狀態。結果表明，AWC移植脛骨移植后兩周，在未愈合的Bis-GMA基樹脂表面層全部被新生成的類骨組織填滿，AW玻璃陶瓷顆粒被骨組織包圍并通過磷灰石與骨組織緊密結合在一起，而沒有出現中間軟組織;其他兩種粘固粉均有較好生物相容性，但需要的時間比較長。

硅灰石作油漆涂料的填料，可改善制品的物化性能、持久性和耐候性。目前，硅灰石在該領域的消耗量尚小，占總消耗量的百分之十以內。硅灰石粉替代鈦白粉生產油漆涂料不僅可以改善制品色澤，提高油漆的光整度，增強涂料的抗張能力和減少裂紋,而且還可以減少吸油量,增強抗腐能力。硅灰石色澤光亮,反射率高，適于生產高質量的白漆和清亮透明的有色漆。針狀硅灰石是很好的平光劑，顏色覆蓋率高且分布均勻具有抗紫外線的特性，在內墻、外墻特種涂料(尤其是防火涂料)以及乳膠漆中有廣泛應用。粒度越細白度、pH值愈高，油漆色澤和涂敷性愈好;油漆顯堿性可用作鋼件等金屬設備的防腐涂層。

β晶型纖維狀硅灰石具有高白度、高電阻、高長徑比、低吸油率、低介電常數、耐熱、耐腐蝕、耐酸堿、無毒、無磁性、熱膨脹系數低、燒失量小以及機械性能優良等特性，且與植物纖維存在一定親和力，故可以其部分代替紙漿纖維用于新聞紙、膠版紙、書寫紙等印刷文化用紙中。硅灰石造紙可以生產從普通包裝紙，到高級銅版紙等各類紙張。這些紙張不再帶有很強的靜電，而且，紙張的性能改善，透明度提高。

將硅灰石研磨成超細粉代替植物紙漿，云南已實現礦石造紙，現已生產出千噸以上優質紙張。此技術已逐步推廣至陜西、四川、山東等地，以后在造紙時用礦石可以更大幅度的取代部分木材的使用。

聚丙烯(PP)是一種通用塑料，原材料來源廣泛、生產成本低、密度小、耐熱性好，力學性能優異，廣泛應用于薄膜、纖維和注塑件等領域。但聚丙烯由于其收縮率大(1%~2.5%)、低溫呈脆性(脆化溫度為-35 ℃，低于-35 ℃會發生脆化耐寒性不如聚乙烯)、耐磨性不高等缺點限制了其廣泛的應用。為此，人們常通過接枝、共聚、共混、填充等改性技術改善PP的使用性能。

而近年來，使用硅灰石作為無機填料對聚丙烯進行增強改性已取得豐碩成果。

以往玻璃纖維(GF)也曾作為PP的復合補強材料來提高產品強度，但PP/GF復合材料存在諸多問題始終沒有解決好。如：流動性差、加工困難，玻纖外露、制品表面粗糙、收縮率過大、易翹曲變形等。相對而言，PP/硅灰石纖維復合材料則具有：改善制品表面光滑性，提高材料的熱穩定性，降低成型收縮率以及加工容易，熔體流動性好等諸多優勢。

在硅灰石填充PP樹脂的性能實驗中發現，同等用量下，硅灰石比滑石粉、云母的補強效果更明顯。彎曲模量增加10%，斷裂伸長率加大40%，其他性能二者相當。因此也可提出，在對PP的改性中，硅灰石的加入可以增加體系的剛性，提高材料的尺寸穩定性。

將改性硅灰石添加到PP中，硅灰石/PP復合材料比純PP的拉伸強度提高3.1%,沖擊強度提高18.8%,改性后硅灰石的填充效果更佳。選用新型的表面改性劑庚二酸處理硅灰石，發現改性處理對PP/硅灰石復合材料的晶體結構、形態、熔融行為和機械性能等都有一定的影響。其提高了二者的相容性，使硅灰石均勻的分散在PP基體中，顯著提高了復合體系的缺口沖擊強度。