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塑料中黑色陶瓷填料的重要性

日期：2021-11-09 瀏覽次數(shù)：次

在高溫環(huán)境下使用的塑料制品有很多，比如說家中常見的燃?xì)庠罹?、電磁爐、電熨斗、電吹風(fēng)、熱水器、消毒柜等家電產(chǎn)品，它們中的絕大部分加熱元件或離熱源很近的工件，是長期工作在100℃以上高溫環(huán)境下的。

塑料中黑色陶瓷填料的重要性

被“燙”黑的塑料制品

除此之外，像汽車行業(yè)、航空航天、鐵路、造船和化工等各行各業(yè)也在不斷面臨高溫環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)，150℃往往只是小意思，最惡劣的工況下環(huán)境溫度甚至可以高達(dá)300℃。總之，這些可以在高于150℃的溫度長期使用的塑料被統(tǒng)稱為高溫塑料。

這些應(yīng)用在高溫環(huán)境中的塑料，無時(shí)無刻不面臨著明火、頻繁摩擦以及油、水、鹽、酸堿等物質(zhì)的威脅，為了在這樣的惡劣環(huán)境中長時(shí)間保持良好的機(jī)械性能、耐化學(xué)性、抗輻射、阻燃和良好的電氣性能，高溫塑料的制備上也有許多技巧，具體如下：

①使用耐熱填料，提高塑料的耐熱性能，填料的粒徑越小，改性的效果越好；

②使用耐熱纖維增強(qiáng)塑料，提高材料耐熱能力，結(jié)晶性塑料經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后，耐高溫性能提升幅度較大；

③使用耐高溫助劑改善材料耐熱性能，如：苯基馬來酰亞胺類；

④使用塑料共混改性的方法，在低耐高溫的材料中加入高耐高溫材料，提升整體材料耐高溫的同時(shí)，不影響材料本身性能；

⑤使用交聯(lián)的方法提高塑料的耐高溫性能；

⑥使用雙向拉伸使材料結(jié)晶度變細(xì)、排列更加緊密、增加取向度，提高材料耐熱性能；使用退火熱處理的方法降低材料內(nèi)部內(nèi)應(yīng)力，促進(jìn)結(jié)晶，提高材料熱變形溫度。

顯然，添加耐熱填料是最重要的提高高溫性能的途徑之一。可用的耐熱填料有很多，主要包括以下幾類：金屬氫氧化物（氫氧化鋁、氫氧化鎂等）；碳酸鹽（碳酸鈣、碳酸鎂等）；硅酸鹽（硅酸鈣等）；金屬氧化物（氧化硅、氧化鎂等）。不過當(dāng)你想要塑膠或高分子耐高溫、顯黑且具備絕緣特性，則需要用上幾款“小眾”黑色陶瓷填充料了。

塑料中黑色陶瓷填料的重要性

常見的黑色陶瓷填充料選擇不多，常見的有黑色氧化鋁粉、碳化硅粉、氧化鉻粉（有添加其他元素）等。

1.黑色氧化鋁粉

氧化鋁填充料價(jià)格較低，來源較廣，因此是一種經(jīng)濟(jì)適用型填料。黑色氧化鋁主要是采用過渡金屬氧化物作為其著色劑，過渡金屬元素的離子最外層為d軌道，是非球形對稱軌道，在晶體場作用下，過渡金屬元素離子的d軌道發(fā)生能級分裂，形成不同的能級，電子在不同能級的d軌道之間躍遷，躍遷能在1-4eV之間，對應(yīng)著吸收一定波長的光，波長范圍正好落在可見光區(qū)，使物質(zhì)呈色，物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色為其所吸收的光波的補(bǔ)色。制作上一般會(huì)按照一定的配比稱取Al₂O₃、CoO、NiO、MnO₂，煅燒合成Fo-Co-Ni-Mn系黑色色料，然后將氧化鋁、滑石、黑色色料按照一定的配比混合濕磨、過篩、干燥、造粒制得黑色氧化鋁粉。

2.碳化硅

碳化硅也是一種常見的陶瓷材料，具有出色的硬度，僅次于金剛石、立方氮化硼和碳化硼。該材料具有高度的耐磨性，對所有的堿和酸具有化學(xué)惰性。它還具有高度的耐熱性。這些特性使碳化硅成為一種可以耐受高溫且提供卓越力學(xué)性能的陶瓷填料，可在極端的操作條件下使用。不同供應(yīng)商的碳化硅填料的黑色可能略有不同，有鐵黑、墨綠黑、暗黑等，主要造成顏色差異的原因是配方與合成方式。

3.氧化鉻

氧化鉻的原始狀態(tài)的是綠色粉末，黑色氧化鉻是經(jīng)過加工處理后的，有添加其他元素，它們是不同工藝下生產(chǎn)出來的氧化鉻。如銅鉻黑就是由氧化銅與三氧化二鉻在900℃高溫下化合反應(yīng)而生成，是所有黑色金屬氧化物無機(jī)顏料中最黑的一種，具有優(yōu)良的耐光性、耐候性、耐化學(xué)穩(wěn)定性與耐熱性，它可以耐受800℃高溫。

塑料中黑色陶瓷填料的重要性