一、我國無(wú)機填料行業(yè)現狀
目前我國的無(wú)機填料生產(chǎn)企業(yè)多是由原先規模較小的鄉鎮企業(yè)轉化而來(lái)的民營(yíng)企業(yè), 因此大多存在規模小、技術(shù)弱、創(chuàng )新慢、層次低的通病, 而這些不足帶來(lái)的另一個(gè)通病是品種單一, 技術(shù)含量低, 產(chǎn)品附加值低, 如目前在橡膠企業(yè)中使用較多的水洗硬質(zhì)陶土的價(jià)格基本上在每噸600元以下。產(chǎn)品的低附加值使企業(yè)無(wú)力在產(chǎn)品的技改上加大投入, 也缺乏引入高素質(zhì)人才的基礎, 使陶土生產(chǎn)企業(yè)始終在低水平層次上苦熬日子。而同樣的水洗陶土, 國外產(chǎn)品由于進(jìn)行了特殊的生產(chǎn)工藝及后續加工, 每噸價(jià)格超過(guò)3 000元, 特殊的產(chǎn)品如用作橡膠膠片隔離劑的預處理陶土, 每噸售價(jià)甚至超過(guò)6 000元。
碳酸鈣行業(yè)的處境比陶土行業(yè)略好一些, 但陶土行業(yè)存在的2個(gè)通病碳酸鈣行業(yè)同樣也存在。之所以目前碳酸鈣行業(yè)的處境比陶土行業(yè)強一點(diǎn), 是因為碳酸鈣行業(yè)還有較高比例的國有企業(yè)的優(yōu)勢, 如原先的上海碳酸鈣廠(chǎng)、浙江菱湖輕鈣廠(chǎng)、黃石碳酸鈣廠(chǎng)等一批國有企業(yè), 由于技術(shù)力量較強, 加上行業(yè)技術(shù)交流多, 使碳酸鈣行業(yè)的技術(shù)與國際先進(jìn)水平的差距在10年以?xún)取?br />
但是, 隨著(zhù)國有企業(yè)的倒閉與轉制, 行業(yè)缺乏新技術(shù)的補充, 行業(yè)的技術(shù)交流名存實(shí)亡, 使我國碳酸鈣行業(yè)與國外特別是與日本的碳酸鈣行業(yè)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(zhì)碳酸產(chǎn)品中的比例已超過(guò)70%, 而我國的比例還不到5% , 而且有相當比例的國產(chǎn)納米碳酸鈣的品質(zhì)存在不足, 不能與進(jìn)口產(chǎn)品相比, 使我國雖然已是輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)大國, 但高端的輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品還得靠進(jìn)口。
二、無(wú)機填料品質(zhì)提升的途徑
無(wú)機填料行業(yè)只有提升產(chǎn)品品質(zhì)、提高產(chǎn)品的附加值, 同時(shí)加大科研投入, 并與填料的使用部門(mén)及科研院所密切合作, 開(kāi)發(fā)適銷(xiāo)對路的高端產(chǎn)品, 才能迎來(lái)行業(yè)的春天。
2.1 硅酸鹽產(chǎn)品：
在硅酸鹽產(chǎn)品品質(zhì)提升方面, 目前國內已有不少新產(chǎn)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(chǎn)品與新技術(shù)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(chǎn)企業(yè)不愿意接繡球, 總之, 我國在無(wú)機填料改性方面的成果很多,但形成生產(chǎn)線(xiàn)的很少。
分析其中的原因, 不外乎以下二方面: 一是新產(chǎn)品或新技術(shù)還處于試驗階段,不具備進(jìn)行中試或生產(chǎn)應用的條件, 也可能是缺乏進(jìn)一步試驗的資金或行業(yè)支持; 二是行業(yè)經(jīng)營(yíng)者對新產(chǎn)品與新技術(shù)的市場(chǎng)前景缺乏信心或行業(yè)的經(jīng)營(yíng)者與技術(shù)成果的持有者缺乏相互溝通的渠道。
硅酸鹽無(wú)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(chǎn)過(guò)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(shí), 填料填充到橡膠中后, 填充粒子之間極易形成填料網(wǎng)絡(luò ), 即產(chǎn)生培恩效應, 從而影響膠料的綜合性能, 因此, 應對填料進(jìn)行表面改性,以提高填料粒徑的均一性, 同時(shí)降低培恩效應。
2.2 硅酸鹽類(lèi)填料提升品質(zhì)的途徑
對硅酸鹽無(wú)機填料的品質(zhì)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(shí)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(diǎn), 挖掘其優(yōu)點(diǎn), 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(guò)阻礙性, 如能用高聚物對其片層結構進(jìn)行插層改性, 則既利用了其本身的優(yōu)點(diǎn), 又極大地提高了其補強性能, 使其利用價(jià)值得到質(zhì)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(shuō)明, 納米高嶺土膠料在拉伸強度和定伸應力方面總體優(yōu)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(cháng)率和彈性方面, 納米高嶺土膠料也總體優(yōu)于白炭黑膠料。在撕裂強度方面, 白炭黑BR和EPDM 膠料優(yōu)于納米高嶺土膠料, 但納米高嶺土NR 膠料優(yōu)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(wú)機填料通過(guò)品質(zhì)提升, 提高其產(chǎn)品附加值的核心所在。
2.3 碳酸鈣產(chǎn)品
碳酸鈣的質(zhì)量提升難度略小于硅酸鹽, 因為碳酸鈣生產(chǎn)基本上為工廠(chǎng)化作業(yè), 特別是沉淀法輕質(zhì)碳酸鈣改性對其生產(chǎn)成本影響不是很大, 產(chǎn)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(yè)內對產(chǎn)品品質(zhì)提升的熱情似乎不高,
據統計,我國納米碳酸鈣產(chǎn)量占輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)量的比例不到5% , 而日本納米碳酸鈣產(chǎn)量占輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)量的比例則超過(guò)70%。性能優(yōu)異的納米碳酸鈣使用比例在國內不是很高。
為什么會(huì )造成上述的2個(gè)奇怪現象呢? 根據筆者對輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)的了解, 認為主要有以下3個(gè)方面的原因。
1. 碳酸鈣改性缺少技術(shù)支持, 得不到國家的科技扶持, 企業(yè)科技創(chuàng )新的基礎薄弱。
2. 新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)與應用的技術(shù)人員溝通不夠, 研發(fā)人員不知道要開(kāi)發(fā)什么新產(chǎn)品、研發(fā)什么新技術(shù); 生產(chǎn)人員不知道應生產(chǎn)什么適銷(xiāo)對路的新產(chǎn)品, 不清楚能使用什么既能節省成本又能提高產(chǎn)品質(zhì)量的新技術(shù), 更不了解自己生產(chǎn)的產(chǎn)品在使用中有什么不足與技術(shù)瓶頸; 產(chǎn)品的應用人員也提不出對輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品進(jìn)行何種技術(shù)改性而能使自己的制品達到提質(zhì)降耗的目的。
3. 企業(yè)的質(zhì)量意識和管理水平還未達到一定的層次。國內生產(chǎn)的大部分輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品在品質(zhì)方面不如日本產(chǎn)品, 特別是納米碳酸鈣和活性碳酸鈣, 質(zhì)量的均一性與日本產(chǎn)品比較存在差距。國產(chǎn)納米碳酸鈣和活性碳酸鈣的性?xún)r(jià)比不高, 這可能也是目前我國輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品中納米碳酸鈣所占比例不高, 而進(jìn)口產(chǎn)品雖然價(jià)格昂貴但進(jìn)口數量還是不斷上升的原因。
2.4 碳酸鈣產(chǎn)品提升品質(zhì)的途徑
對碳酸鈣的品質(zhì)提升, 目前主要有產(chǎn)品的納米化與產(chǎn)品的功能化改性2種途徑。納米碳酸鈣與普通輕質(zhì)碳酸鈣的價(jià)格差距十分明顯, 國內普通輕質(zhì)碳酸鈣的價(jià)格在每噸800元以下, 而納米碳酸鈣的價(jià)格則在1600 元以上。但國產(chǎn)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(guò)120 nm, 而這些粒徑超過(guò)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(chǎn)品的功能化改性是指對碳酸鈣的表面進(jìn)行化學(xué)與物理改性, 以達到某種功能化的目的。
 輕質(zhì)碳酸鈣的表面包覆氧化鋅與氧化鈦后, 可以部分代替高價(jià)的氧化鋅與鈦白粉; 輕質(zhì)碳酸鈣表面包覆氧化鋅與氧化鈦后, 每噸售價(jià)可達4 000元以上。
輕質(zhì)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(chǎn)品每噸售價(jià)可達2 000元以上。輕質(zhì)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(jià)可達3 000元以上。
三、無(wú)機填料行業(yè)發(fā)展的趨勢和前途
1. 我國無(wú)機填料的生產(chǎn)與應用存在先天與后天的不足, 這種局面很難在短時(shí)間內徹底改觀(guān), 需通過(guò)多方的共同努力而取得發(fā)展。
2. 提升無(wú)機填料的品質(zhì)、提高無(wú)機填料產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比和附加值, 是振興無(wú)機填料行業(yè)的唯一途徑。
3. 通過(guò)提升產(chǎn)品品質(zhì)及提高產(chǎn)品附加值, 可使目前的無(wú)機填料企業(yè)在不增加產(chǎn)能的前提下,利潤率提高2倍以上, 并使行業(yè)的人才培養、企業(yè)發(fā)展步入正常軌道。
4. 為了提高產(chǎn)品的附加值, 除了無(wú)機填料行業(yè)重視產(chǎn)品品質(zhì)提升, 還需要整個(gè)行業(yè)共同培育市場(chǎng), 以恢復橡膠和塑料行業(yè)對國產(chǎn)高檔無(wú)機填料產(chǎn)品品質(zhì)的信心, 經(jīng)過(guò)3~ 10年的共同努力, 可使我國無(wú)機填料行業(yè)駛入正常利潤率甚至高利潤率的軌道。
5. 無(wú)機填料企業(yè)可以得到國家的科技扶助,并通過(guò)研發(fā)、生產(chǎn)、應用三結合, 盡快縮短與國外先進(jìn)企業(yè)的差距, 使產(chǎn)品由低端向高端發(fā)展, 進(jìn)而帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）
?歡迎進(jìn)入【粉體論壇】
|
