研究珍珠岩基新型复合保温材料是开拓矿物材料应用领域的新课题。本工作研究了2种不同尺寸珍珠岩以及气相二氧化硅作为复合填料, 分别以捏合工艺和直接混合工艺填充于乙烯基硅油或室温硫化硅橡胶, 制备珍珠岩填充的复合硅橡胶保温板, 通过检测不同产物的导热系数以及保温效果来评价其性能。结果表明: 以捏合工艺制备的产品会降低珍珠岩的保温效果, 主要原因是中空颗粒被捏合过程破碎; 而以气相二氧化硅为主要填料制备的保温板不易成型, 可成型产品最低导热系数为0.172 8 W·m-1·K-1; 当以珍珠岩+气硅粉在硅橡胶中的质量比为37.5%时, 产品导热系数为0.034 9 W·m-1·K-1, 产物厚度为2.5 cm、250 ℃单侧加热4 min后, 背面温度为67 ℃, 基本满足在新型烟具等特种保温隔热应用要求。

钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物, 其产量约为每年粗钢产量的15%~20%。 由于技术的局限, 导致我国钢渣利用率较低, 仅为年钢渣产量的10%, 同时加之管理制度的不健全, 导致钢渣大量露天堆放, 对土地资源、 地下水源, 以及空气质量形成严重影响。 面对上述问题, 以热闷渣、 电炉渣和风淬渣研发改性钢渣微粉, 并且将改性钢渣微粉与复合橡胶进行复合制备改性钢渣/橡胶复合材料。 依据《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》（GB/T3512—2014）对改性钢渣/橡胶复合材料进行热氧老化处理, 采用平衡溶胀法测定改性钢渣/橡胶复合材料的交联密度, 扫描电子显微镜（SEM）、 热重分析仪（TGA）和傅里叶转换红外光谱仪（FTIR）分别测试其微观形貌、 失重率和结构组成, 从微观层面阐述改性钢渣/橡胶复合材料的热氧老化机理。 结果表明在热氧老化前期老化作用在改性钢渣/橡胶复合材料表面, 其内部以交联键形成反应为主; 在热氧老化中期老化作用已经作用改性钢渣/橡胶复合材料内部, 造成交联键断裂反应速度高于交联键形成反应速度, 形成大量断裂交联键; 在热氧老化后期由于改性钢渣/橡胶复合材料内部已经存在大量断裂交联键, 导致主链及交联键断裂速度降低, 交联键形成反应占优势。 改性钢渣微粉以热闷渣（SiO2含量高）为原材料, 有利于形成聚合物大分子链贯穿炭黑网络的结构, 提高综合性能, 尤其是物理机械性与滞后性; 以电炉渣、 风淬渣（Fe2O3含量高）制备改性钢渣微粉, 有利于热传导性能的改善, 不仅提高改性钢渣/橡胶复合材料的耐热性, 而且提高其硬度与脆性。 热氧老化过程中改性钢渣/橡胶复合材料内部在橡胶分子链α-H上发生了不同程度的氧化反应, 并在橡胶分子链周围生成了羟基、 羧基和醇类化合物, 双键烯氢含量降低。

钢渣作为炼钢过程中产生的固体废弃物, 矿渣作为高炉炼铁过程中的副产品, 其存在难以利用与附加值的问题。 面对上述问题, 利用钢渣与矿渣开发一种价格低廉的复合橡胶填料用于橡胶领域。 采用磁选热闷渣、 未磁选热闷渣、 矿粉和助磨-改性复合剂制备改性钢渣-矿粉复合橡胶填料, 并且用于复合橡胶体系。 研究磁选热闷渣用量、 未磁选热闷渣用量、 矿粉用量和助磨-改性复合剂用量对改性钢渣-矿粉基橡胶复合材料性能的影响, 并且分析其影响机理。 结果表明, 以磁选热闷渣用量150 g、 未磁选热闷渣用量150 g、 矿粉用量150 g和助磨-改性复合剂用量9 g制备的改性钢渣-矿粉复合橡胶填料补强-阻燃性能最优。 按改性钢渣-矿粉复合橡胶填料∶炭黑质量比20∶30制备的改性钢渣-矿粉基橡胶复合材料, 其拉伸强度为21.83 MPa、 撕裂强度为46.23 kN·m-1、 邵尔A硬度为62、 磨耗量为159 mm3、 极限氧指数为19.8%与燃尽时间为187 s。 助磨-改性复合剂不仅降低粒径尺寸、 提高粒径均匀性, 而且改善钢渣-矿粉复合橡胶填料的表面结构与性质, 有利于改性钢渣-矿粉复合橡胶填料在复合橡胶体系中均匀分散, 提高相容性。 钢渣与矿粉在助磨-改性复合剂的作用下发生化学反应, 改变了钢渣与矿粉的物相组成, 提高补强性能与阻燃性能。