一、我國(guó)無(wú)機(jī)填料行業(yè)現(xiàn)狀
目前我國(guó)的無(wú)機(jī)填料生產(chǎn)企業(yè)多是由原先規(guī)模較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)轉(zhuǎn)化而來(lái)的民營(yíng)企業(yè), 因此大多存在規(guī)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(chǔ), 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(guó)外產(chǎn)品由于進(jìn)行了特殊的生產(chǎn)工藝及后續(xù)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(yù)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(qiáng)一點(diǎn), 是因?yàn)樘妓徕}行業(yè)還有較高比例的國(guó)有企業(yè)的優(yōu)勢(shì), 如原先的上海碳酸鈣廠、浙江菱湖輕鈣廠、黃石碳酸鈣廠等一批國(guó)有企業(yè), 由于技術(shù)力量較強(qiáng), 加上行業(yè)技術(shù)交流多, 使碳酸鈣行業(yè)的技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距在10年以內(nèi)。
但是, 隨著國(guó)有企業(yè)的倒閉與轉(zhuǎn)制, 行業(yè)缺乏新技術(shù)的補(bǔ)充, 行業(yè)的技術(shù)交流名存實(shí)亡, 使我國(guó)碳酸鈣行業(yè)與國(guó)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(guó)的比例還不到5% , 而且有相當(dāng)比例的國(guó)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(guó)雖然已是輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)大國(guó), 但高端的輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品還得靠進(jìn)口。
二、無(wú)機(jī)填料品質(zhì)提升的途徑
無(wú)機(jī)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及科研院所密切合作, 開發(fā)適銷對(duì)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(guó)內(nèi)已有不少新產(chǎn)品報(bào)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(guó)在無(wú)機(jī)填料改性方面的成果很多,但形成生產(chǎn)線的很少。
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(yàn)階段,不具備進(jìn)行中試或生產(chǎn)應(yīng)用的條件, 也可能是缺乏進(jìn)一步試驗(yàn)的資金或行業(yè)支持; 二是行業(yè)經(jīng)營(yíng)者對(duì)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(jī)填料同白炭黑一樣, 因其較強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)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(yīng), 從而影響膠料的綜合性能, 因此, 應(yīng)對(duì)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(yīng)。
2.2 硅酸鹽類填料提升品質(zhì)的途徑
對(duì)硅酸鹽無(wú)機(jī)填料的品質(zhì)提升有2條途徑:一是對(duì)其納米化, 并用有機(jī)材料對(duì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)是片層結(jié)構(gòu), 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(duì)其片層結(jié)構(gòu)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(bǔ)強(qiáng)性能, 使其利用價(jià)值得到質(zhì)的提升, 這也是國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究熱情極高的原因。
 納米高嶺土在BR, EPDM 和NR中的補(bǔ)強(qiáng)試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明, 納米高嶺土膠料在拉伸強(qiáng)度和定伸應(yīng)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(qiáng)度比白炭黑高約10 MPa。在拉斷伸長(zhǎng)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(qiáng)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(jié)果可以看到, 納米高嶺土性能可與白炭黑媲美, 這是無(wú)機(jī)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?yàn)樘妓徕}生產(chǎn)基本上為工廠化作業(yè), 特別是沉淀法輕質(zhì)碳酸鈣改性對(duì)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(shè)備的投資。但是行業(yè)內(nèi)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)提升的熱情似乎不高,
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)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(guó)內(nèi)不是很高。
為什么會(huì)造成上述的2個(gè)奇怪現(xiàn)象呢? 根據(jù)筆者對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)的了解, 認(rèn)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(guó)家的科技扶持, 企業(yè)科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)薄弱。
2. 新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用的技術(shù)人員溝通不夠, 研發(fā)人員不知道要開發(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(yīng)生產(chǎn)什么適銷對(duì)路的新產(chǎn)品, 不清楚能使用什么既能節(jié)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(yīng)用人員也提不出對(duì)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(dá)到提質(zhì)降耗的目的。
3. 企業(yè)的質(zhì)量意識(shí)和管理水平還未達(dá)到一定的層次。國(guó)內(nèi)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(guó)產(chǎn)納米碳酸鈣和活性碳酸鈣的性價(jià)比不高, 這可能也是目前我國(guó)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(shù)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(duì)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(guó)內(nèi)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(guó)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(dāng)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(duì)碳酸鈣的表面進(jìn)行化學(xué)與物理改性, 以達(dá)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(dá)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(bǔ)充白炭黑在某些性能上的不足。該產(chǎn)品每噸售價(jià)可達(dá)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(dá)3 000元以上。
三、無(wú)機(jī)填料行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和前途
1. 我國(guó)無(wú)機(jī)填料的生產(chǎn)與應(yīng)用存在先天與后天的不足, 這種局面很難在短時(shí)間內(nèi)徹底改觀, 需通過(guò)多方的共同努力而取得發(fā)展。
2. 提升無(wú)機(jī)填料的品質(zhì)、提高無(wú)機(jī)填料產(chǎn)品的性價(jià)比和附加值, 是振興無(wú)機(jī)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(jī)填料企業(yè)在不增加產(chǎn)能的前提下,利潤(rùn)率提高2倍以上, 并使行業(yè)的人才培養(yǎng)、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(jī)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(fù)橡膠和塑料行業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)高檔無(wú)機(jī)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(guó)無(wú)機(jī)填料行業(yè)駛?cè)胝＠麧?rùn)率甚至高利潤(rùn)率的軌道。
5. 無(wú)機(jī)填料企業(yè)可以得到國(guó)家的科技扶助,并通過(guò)研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用三結(jié)合, 盡快縮短與國(guó)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。
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