滑石(shí)粉是白色或類白色(sè)無臭(chòu)無味(wèi)不溶於水的粉末 也稱水矽酸鎂、超微細滑石粉、水合矽酸鎂超細粉。
滑石主要成(chéng)分是滑石含水的矽酸鎂(měi),分子式為Mg3[Si4O10](OH)2。滑石屬單斜晶係。晶體呈假六方或菱形的片狀。通常成致密的塊狀、葉片(piàn)狀 、放射狀、纖維狀集合體。無色透明或白色,但因含少量(liàng)的雜質而呈(chéng)現淺綠、淺黃、淺棕甚至淺紅色;解理(lǐ)麵上呈珍珠光澤。硬度為1,比重2.7~2.8。
滑石粉具有潤滑性、耐火性、抗酸(suān)性、絕緣性、熔點高、化學性不活潑、遮蓋力良(liáng)好、柔軟、光(guāng)澤(zé)好、吸附力強(qiáng)等優良物理、化學特性,由於滑石的結晶構造(zào)是呈層狀(zhuàng)的,所以具有易(yì)分裂成鱗片 的趨向和特殊的滑潤性。
正常情況下比較穩定,無明顯副作用,但(dàn)長期大量攝入具有致癌(ái)性。GB 9685—2008中規定塗料中的最大使用量為(wéi)2.0%;塑料(PE、PP、PS、AS、ABS、PA、 PET、PC)、橡膠和紙中按生產需要(yào)適量使用。
塑料(liào)用滑石粉4大指標要求:純度、白度、片(piàn)度、細度!
滑石粉作為(wéi)塑料填料,不但能節省樹脂的使用量,還能顯(xiǎn)著地提高產品物理性能,起到增強作用。足夠(gòu)細度的(de)滑石粉,可顯著提高產品的剛度、衝擊強度、抗蠕變性、硬度、抗(kàng)表麵劃傷(shāng)、耐(nài)熱性和提高熱變形溫度。對於應用於汽車和家(jiā)電(diàn)的聚丙稀(xī)塑料改(gǎi)性,滑石的性(xìng)價比是其他任何非礦材料所無(wú)法(fǎ)比擬的(de)。
滑石粉(fěn)對塑(sù)料具有顯著的增強效果,但並不是(shì)所有滑石產品都有增強效果。增強效果隨著產品品質的不同差異非常明顯。很難給用於塑料工(gōng)業的滑石粉提出統一、具體的(de)標準。總(zǒng)的原則是:盡量使用粒度適宜的(de)純滑(huá)石產品,產品並不一定越細越好。
一般地(dì)講(jiǎng),評價一個滑石粉產品(pǐn)的優(yōu)劣,至少要考慮以上四個方麵(miàn)的因素。僅以任何一個指標(biāo)判斷(duàn)質量都可能是片麵和(hé)不完全的。
1、純度
純度是指產(chǎn)品的滑石含量。自然界和工業(yè)生(shēng)產中滑石都有雜質,工業中100%的純滑(huá)石產品不可能(néng)存在。毫無疑問,滑石純度越高,其增強的效果(guǒ)越好。研究表明:滑石中(zhōng)的某些雜質(zhì),不僅僅降低(dī)純度,對最終產品的性能有非常明顯的影響(xiǎng)。
滑石(shí)中的碳酸(suān)鹽、金屬鐵和重金屬對塑料的抗(kàng)老化性(xìng)、熱穩定性有十分不利的影響。綠泥石含量對抗老化性、熱(rè)穩定性的影響不大。我國白滑石都屬於碳(tàn)酸(suān)鹽-滑石型,因此(cǐ)應在選礦過程中盡量剔除碳酸鹽(yán),選用低鐵(tiě)、低重金屬含量的滑石原料生產塑料級滑石粉。
對(duì)於滑石純(chún)度的鑒別,用於科(kē)學研究的建(jiàn)議使(shǐ)用XRD+物(wù)相分析,誤差在5%以內。生產中一般可通過檢測燒失(shī)量推定滑石的純(chún)度(綠(lǜ)泥石-滑石型除外)。一般地說,燒失量小(xiǎo)於8.0%的(de)產品(pǐn)才比較適宜用於塑料增強填(tián)料,最(zuì)好燒失量在6.5%以下。
2、白度
滑石(shí)工業中的白度有狹義和廣義(yì)兩種(zhǒng)。狹義的白度即是一般的(de)白度定義,可用藍光白度R457、Y、L*、甘茨白度、亨特白度(dù)來(lái)表述。廣(guǎng)義的白度包括幹白度、濕白度和色相。所謂的濕(shī)白度是滑石(shí)粉加入適量的DMP(鄰苯二甲酸二甲脂)後測得的白(bái)度。
對同一原料來說,粒度(dù)越細,白度越高。水分越高,白度越低。雖然白度的高低對產品的物理(lǐ)性能沒有任何影響,但(dàn)對淺色產品來說,保持顏色的純正十分重要的。滑石的一(yī)個缺點是混煉後使塑料的顏色或多或少地變(biàn)暗,這是限製滑石在塑料中廣泛應用的一個重要因素。通過對幹白度和濕白度的測量和對比(bǐ),能定性地反應滑石使塑(sù)料製品變暗的幅(fú)度。濕白度低的產品,使塑料變暗的幅度大。
值得注意的是,幹白度高的滑石其濕白度不一定就高。一般地說,隻有純度高、白度也(yě)高的滑石其(qí)濕白度才高,即塑料製品顏色(sè)變暗的程度較小。塑料行業使用的滑石粉應主要關注濕白度和色相,Y、L*應盡量高,而a*、b*的絕對值應盡量小。
在許(xǔ)多應用領域中,並不需(xū)要(yào)白(bái)滑石(shí)。使用白滑石其實是(shì)一種浪(làng)費。如深色塑料中,使用高白度滑石和低(dī)白度滑石沒有任何區別。試(shì)驗表明,滑石的濕白度每提高1度,最終產品的白度(dù)提高隻有0.2-0.3度。片麵追求滑石的白度(dù)並沒有意義。
3、片度
滑石對塑料產品顯著的增強作用主要來(lái)自於其獨特的微觀片(piàn)狀結構。滑石粉的片狀結構越完整,其增強效果越明顯。影響產品(pǐn)片狀的兩個主要因素是(shì):滑石純(chún)度(dù)、粉(fěn)體的加工方(fāng)法和技術。
滑(huá)石中的雜質都不具備片(piàn)狀結構。滑石越純,雜質越少,片狀結構越好。在對產品微細化的加工過程中,采用不(bú)同的方法,產品的片狀結構保持情況也不一樣。不適當的(de)方法和操作條件甚至會破(pò)壞其片狀結構。
目前微(wēi)細目滑石主要采(cǎi)用氣(qì)流粉碎(suì)技術,有對衝法和旋(xuán)流法兩(liǎng)種。如遼寧艾海(hǎi)采用旋流法氣流磨生(shēng)產的微細目滑石粉,其片狀結構就得到了完好的保存。
4、細度(dù)
微細化是滑石產(chǎn)品發展趨勢,產(chǎn)品越細,其(qí)增強效果越好,但同時粒子的表麵能增大,容(róng)易團聚,分散困難,價格也高。因此需要根(gēn)據自身的技術水(shuǐ)平和實際需要來選擇適當細度的產品,並不一定越細越好(hǎo)。
對一個滑石產品(pǐn)粒度優劣的評(píng)價不能僅憑平均細度一個指標。評價一個產品優劣至少有以下兩指標:D50和D100(或D98)。
產品越來越細的同時,人們對微細目滑石粉碎後的微觀形狀,粒(lì)度分布提(tí)出了(le)更高的要求。評價粒度分布的主(zhǔ)要指標由以前的D50轉向D97、D98直至現在的(de)D100。同時對粒度分布的重現(xiàn)性要求更加嚴格。評價一種產品時,其平均粒(lì)度不但要符合要求(qiú),更重要的是粒度分布(bù)應盡量窄(zhǎi),大顆粒盡(jìn)量少。
粒度分布可(kě)采用粒度分布儀測量,有激光法和沉降法。但生產實踐中大多采用篩(shāi)分法來檢測粗顆粒的多少。
值得注意(yì)的是,滑石粉由於其本身的片狀結(jié)構,比表麵積大,體積密度較小。325目滑石粉的體積密度為0.8-0.9g/cm3,1250目滑(huá)石粉卻降到了0.25-0.3g/cm3,4000目(mù)僅有0.12g/cm3左右。這使使用時粉塵汙染(rǎn)嚴重、混料困難、成(chéng)本提高、產率下降。而且(qiě)遠距離供貨的運費(fèi)成本相當高。
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