塑料中黑色陶瓷填料的重要性

日期：2021-11-09 瀏覽次數：次

在高溫環境下使用的塑料制品有很多，比如說家中常見的燃氣灶具、電磁爐、電熨斗、電吹風、熱水器、消毒柜等家電產品，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、航空航天、鐵路、造船和化工等各行各業也在不斷面臨高溫環境帶來的挑戰，150℃往往只是小意思，最惡劣的工況下環境溫度甚至可以高達300℃。總之，這些可以在高于150℃的溫度長期使用的塑料被統稱為高溫塑料。

這些應用在高溫環境中的塑料，無時無刻不面臨著明火、頻繁摩擦以及油、水、鹽、酸堿等物質的威脅，為了在這樣的惡劣環境中長時間保持良好的機械性能、耐化學性、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使用耐熱纖維增強塑料，提高材料耐熱能力，結晶性塑料經玻璃纖維增強后，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，不影響材料本身性能；

⑤使用交聯的方法提高塑料的耐高溫性能；

⑥使用雙向拉伸使材料結晶度變細、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部內應力，促進結晶，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

氧化鋁填充料價格較低，來源較廣，因此是一種經濟適用型填料。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，對應著吸收一定波長的光，波長范圍正好落在可見光區，使物質呈色，物質呈現的顏色為其所吸收的光波的補色。制作上一般會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性能的陶瓷填料，可在極端的操作條件下使用。不同供應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。