作者：曹心愚
單位：遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)有限公司（遼寧海城）
摘要：遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)有限公司成立于1995年，是一家集滑石開采、選別、研發(fā)、深加工、銷售為一體的企業(yè)集團(tuán)。鑫達(dá)滑石集團(tuán)擁有三座礦山，三個工廠，位列中國滑石企業(yè)前五強(qiáng)，是中國滑石技術(shù)的研發(fā)中心，集團(tuán)每年生產(chǎn)的高端滑石產(chǎn)品占全國滑石市場的15%。
滑石粉是塑料改性的重要填充材料，其成分特性直接影響塑料制品的性能。本文以遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)有限公司的滑石粉產(chǎn)品為研究對象，探討滑石粉中鈣元素的來源及其對塑料應(yīng)用的影響。通過分析鈣雜質(zhì)的存在形式、對塑料力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性及抗老化性的作用機(jī)制，結(jié)合鑫達(dá)滑石粉的高純度工藝優(yōu)勢，提出優(yōu)化滑石粉品質(zhì)的關(guān)鍵方向，為塑料改性領(lǐng)域提供理論參考與實(shí)踐指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞：滑石粉、鈣元素、塑料制品、鑫達(dá)滑石
滑石粉是一種以硅酸鎂（3MgO·4SiO2·H2O）為主要成分的層狀硅酸鹽礦物，因其獨(dú)特的片狀結(jié)構(gòu)、高剛性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于塑料改性領(lǐng)域。然而，滑石粉中可能存在的雜質(zhì)成分（如含鈣化合物）會對其性能產(chǎn)生顯著影響。遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)作為中國滑石行業(yè)十強(qiáng)企業(yè)，其產(chǎn)品以高純度、低雜質(zhì)著稱，礦區(qū)原料白度高且不含重金屬。本文聚焦滑石粉中的鈣元素，分析其來源、作用機(jī)制及對塑料應(yīng)用的潛在影響。
一、遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)簡介
遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)有限公司成立于1995年，是一家集滑石開采、選別、研發(fā)、深加工、銷售為一體的企業(yè)集團(tuán)。鑫達(dá)滑石集團(tuán)位列中國滑石企業(yè)前五強(qiáng)，是中國滑石技術(shù)的研發(fā)中心，集團(tuán)每年生產(chǎn)的高端滑石產(chǎn)品占全國滑石市場的15%。
集團(tuán)擁有1座大型礦山和2座中型礦山，礦區(qū)的占地面積為17萬平方米。礦山的總儲量占全國總儲量的9.8%。鑫達(dá)集團(tuán)的誠祥礦山受到政府支持，獲取的采礦資質(zhì)是同行業(yè)的5倍。集團(tuán)礦山是省級綠色礦山，取得國家級綠色礦山稱號。集團(tuán)的三座礦山所產(chǎn)的滑石，具有天然高白度、純度好、片裝結(jié)構(gòu)明顯、不含石棉和重金屬等優(yōu)點(diǎn)。礦山擁有國內(nèi)首家豎井提升系統(tǒng)，擁有大型機(jī)械化采礦設(shè)備、選礦設(shè)備，以提高稀有資源的綜合利用。
集團(tuán)擁有三個工廠，總面積達(dá)16萬平方米，設(shè)計產(chǎn)能40萬噸。集團(tuán)擁有眾多先進(jìn)設(shè)備，可以保證供貨的可持續(xù)性。現(xiàn)在集團(tuán)擁有智能自動上料系統(tǒng)，以保證配比和混料全自動化，減少產(chǎn)品指標(biāo)波動；擁有全鏈條的密封管道風(fēng)送，確保了產(chǎn)品不會受到二次污染；有全自動包裝生產(chǎn)線，能完成產(chǎn)品包裝的計量、剔除、計數(shù)、除塵、整形、噴碼、碼垛等自動化任務(wù)。
二、滑石粉與鑫達(dá)滑石粉
1、滑石粉
滑石粉是一種工業(yè)產(chǎn)品，為硅酸鎂鹽類礦物滑石族滑石，主要成分為含水硅酸鎂，經(jīng)粉碎后，用鹽酸處理，水洗，干燥而成。常用于塑料類、紙類產(chǎn)品的填料，橡膠填料和橡膠制品防黏劑，高級油漆涂料等。
2、鑫達(dá)滑石粉
鑫達(dá)滑石集團(tuán)所產(chǎn)滑石粉質(zhì)量高，一方面是因為集團(tuán)擁有的滑石礦山盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白滑石、粉滑石，天然白度高，有明顯片狀結(jié)構(gòu)；另一方面集團(tuán)采用智能自動化生產(chǎn)。集團(tuán)有智能自動原料上料系統(tǒng)；智能中控室控制；擁有國際領(lǐng)先氣流磨生產(chǎn)、先進(jìn)分級和壓實(shí)設(shè)備、先進(jìn)除鐵技術(shù)和全自動包裝封閉輸送?？梢源_保滑石原料配比科學(xué)準(zhǔn)確，減少指標(biāo)波動，從而解決產(chǎn)品白度有高有低、色彩波動大等問題，對生產(chǎn)滑石粉的質(zhì)量有所保證。
三、滑石粉中鈣的來源及其對塑料制品的影響
1、滑石粉中鈣的來源
（1）天然滑石中的鈣
滑石礦石在形成過程中可能伴生碳酸鈣（CaCO3）、白云石（CaMg(CO3)2）等含鈣礦物。這些雜質(zhì)在加工過程中若未被有效分離，會以微量形式存在于滑石粉中，影響其純度。研究表明，滑石粉的純度與其增強(qiáng)效果直接相關(guān)，雜質(zhì)含量超過一定閾值時，會顯著降低塑料制品的抗老化性和熱穩(wěn)定性。
（2）與其他填料的協(xié)同作用
在塑料改性中，滑石粉常與碳酸鈣等含鈣填料混合使用以降低成本。然而，滑石粉自身的鈣雜質(zhì)可能與其形成競爭關(guān)系。例如，碳酸鈣的立方或纖維狀結(jié)構(gòu)可改善塑料的沖擊或拉伸性能，但過量鈣元素可能導(dǎo)致滑石粉的片狀結(jié)構(gòu)分散不均，其增強(qiáng)效果被削弱【4】。
2、滑石粉中鈣對塑料制品的影響
（1） 力學(xué)性能的權(quán)衡
滑石粉的增強(qiáng)作用源于其高徑厚比的片狀結(jié)構(gòu)，可在塑料基體中形成網(wǎng)狀支撐，提升剛性、彎曲模量和抗蠕變性【2】【3】。但鈣雜質(zhì)的存在可能破壞這種結(jié)構(gòu)：
拉伸強(qiáng)度：鈣化合物（如碳酸鈣）的硬度較高（莫氏硬度3），與滑石粉（莫氏硬度1）混合時，可能導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，降低復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度【4】。
沖擊韌性：鈣雜質(zhì)可能干擾滑石粉與樹脂的界面結(jié)合，導(dǎo)致沖擊強(qiáng)度下降。實(shí)驗表明，未改性的滑石粉填充PP時，沖擊強(qiáng)度隨填充量增加而顯著降低【2】。
(2)熱穩(wěn)定性與抗老化性
鈣雜質(zhì)對塑料的熱穩(wěn)定性具有雙重影響：
負(fù)面影響：含鈣碳酸鹽在高溫下可能分解產(chǎn)生CO2，導(dǎo)致塑料制品內(nèi)部形成氣孔，降低熱變形溫度【3】。
正面作用：少量鈣元素可通過與樹脂中的酸性基團(tuán)結(jié)合，延緩氧化降解。但這一效果需嚴(yán)格控制鈣含量，過量則加劇老化問題【2】。
(3)加工性能與表面特性
鈣雜質(zhì)可能影響滑石粉的流動性和分散性：
流動性：含鈣顆粒的形態(tài)不規(guī)則性會增加熔體黏度，導(dǎo)致擠出過程中扭矩升高，加工效率降低。
表面光澤：鈣雜質(zhì)的折射率與樹脂差異較大，可能使塑料制品表面出現(xiàn)斑點(diǎn)或霧度，影響外觀【3】。
四、鑫達(dá)集團(tuán)滑石粉的鈣控制工藝
遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)通過以下技術(shù)手段有效控制鈣含量，優(yōu)化產(chǎn)品性能：
1、原料優(yōu)選與提純：依托遼寧海城優(yōu)質(zhì)滑石礦脈，采用浮選和磁選工藝去除碳酸鈣等雜質(zhì)，確?；兌?ge;98%。
2、表面改性技術(shù)：通過硅烷偶聯(lián)劑或超分散劑處理，改善滑石粉與樹脂的界面相容性，減少鈣雜質(zhì)對力學(xué)性能的負(fù)面影響。
3、粒度與形態(tài)調(diào)控：采用高溫斜切粉碎設(shè)備與剝片工藝，保持滑石粉的完整片狀結(jié)構(gòu)，徑厚比達(dá)20:1以上，最大化增強(qiáng)效果。
五、結(jié)論與展望
滑石粉中的鈣元素主要通過雜質(zhì)形式影響塑料應(yīng)用，其負(fù)面作用顯著大于潛在益處。遼寧鑫達(dá)滑石集團(tuán)通過高純度原料與先進(jìn)加工技術(shù)，有效降低了鈣雜質(zhì)含量，使其產(chǎn)品在汽車、家電等高端塑料領(lǐng)域展現(xiàn)出卓越性能。未來研究可進(jìn)一步探索鈣元素與其他礦物的協(xié)同改性機(jī)制，開發(fā)低鈣高功能滑石粉產(chǎn)品，推動塑料工業(yè)的綠色化與高性能化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
【1】鑫達(dá)滑石集團(tuán)官網(wǎng)。滑石粉在塑料中的應(yīng)用特性?
【2】中國粉體技術(shù)網(wǎng)? 改性滑石粉在塑料中的應(yīng)用研究進(jìn)展? 2015.9.
【3】滑石粉在塑料中的應(yīng)用特點(diǎn)與指標(biāo)要求? 中國滑石網(wǎng)? 2019.11.
【4】無機(jī)粉體在改性塑料中的應(yīng)用? 專塑前沿? 2024.15.
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