滑石粉是白色或類白色無臭(chòu)無味不溶於水的粉末 也稱水矽酸鎂、超微細滑(huá)石粉、水合矽酸鎂超(chāo)細粉。
滑石主要成分是滑石含水(shuǐ)的矽(guī)酸(suān)鎂,分(fèn)子式為Mg3[Si4O10](OH)2。滑(huá)石屬單斜晶係。晶體呈假六方(fāng)或(huò)菱形的片狀。通常成致密的塊狀、葉片狀(zhuàng) 、放射狀、纖維狀集合體。無色透明或白(bái)色,但因含少量的雜質而呈現淺綠、淺黃、淺棕甚至淺紅色;解(jiě)理麵(miàn)上呈珍珠光澤。硬度為1,比重2.7~2.8。
滑石粉具有潤滑(huá)性、耐火性(xìng)、抗酸性、絕緣性、熔點高、化學(xué)性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強等優良物理、化學特性,由於滑石的結晶構造是呈層狀的,所以具有易分裂成(chéng)鱗片 的趨向和特殊的滑潤性。
正常情(qíng)況下比較穩定,無明顯副(fù)作用,但長期大量攝入具有致癌性。GB 9685—2008中規定塗料中的最大(dà)使(shǐ)用量為2.0%;塑料(PE、PP、PS、AS、ABS、PA、 PET、PC)、橡膠和紙中按生產需要適量使用。
塑料用滑石(shí)粉4大指標要求(qiú):純度、白度、片度、細度!
滑石粉作為塑料填料,不但(dàn)能節省樹脂的使用量,還能顯著地提高產品物理性能,起到增強作用。足夠細度的滑石粉,可(kě)顯著提高產品的剛度(dù)、衝擊(jī)強度、抗蠕變性、硬度、抗表麵劃傷、耐(nài)熱性(xìng)和提(tí)高熱變形(xíng)溫度。對於應(yīng)用(yòng)於汽車(chē)和家電的聚(jù)丙稀塑料改性,滑石的性價(jià)比(bǐ)是其他任何非礦材料所無(wú)法比擬(nǐ)的。
滑石(shí)粉對(duì)塑料具有顯著的增強效果,但並不是所有滑石產品都有增強效果。增強(qiáng)效(xiào)果隨著產品品質的不同差異非常明(míng)顯。很難(nán)給用於塑料工業的滑石粉提出統一、具體的標準。總的(de)原則是:盡量使用粒度(dù)適宜的純滑石產品,產品並不一定(dìng)越細越好。
一般地講,評價(jià)一個滑石粉產品的優劣,至少要考慮以上四個方麵的因素。僅以任何一個指標判斷質量都可能是片麵和不完全的。
1、純度
純度是指產品的滑石含量。自然界和工業生產中滑石都有雜質,工業(yè)中(zhōng)100%的純滑石產品不(bú)可(kě)能存在。毫無疑問,滑石純度越高,其增強的效果越好。研究表明:滑(huá)石中的某些雜質(zhì),不僅僅降低純度,對最終產品的性能有非常(cháng)明顯的影響。
滑石中的碳酸鹽、金屬鐵和重金屬對塑料的抗老化性、熱穩定性有十分(fèn)不利的影響。綠泥石含量對(duì)抗老化性、熱穩定(dìng)性的(de)影響不(bú)大。我國白滑石都屬於碳(tàn)酸鹽-滑石型,因此應在選礦過程中盡量剔除碳酸(suān)鹽,選用低鐵、低重金(jīn)屬含(hán)量的滑石原料(liào)生產塑料級滑石粉。
對於滑石純度的鑒別,用於科學研究的建議使用XRD+物相分析,誤差在5%以內。生產中(zhōng)一般可通(tōng)過檢測燒失(shī)量推定(dìng)滑石的純度(綠泥石-滑石型除外)。一般地說,燒(shāo)失量小於8.0%的產品才比較適宜用於塑料增強填料,最好燒失量在6.5%以(yǐ)下。
2、白度
滑石工業中的白度有狹義和廣義兩(liǎng)種。狹義(yì)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(dù)、亨特白度來表述(shù)。廣義的白度包括幹白度、濕白度和色相。所謂的濕白度(dù)是滑石粉加入適量的DMP(鄰苯二甲酸二甲脂)後測得的白度。
對(duì)同一原料來說,粒度越細,白度越高。水分越高,白(bái)度越低。雖然白(bái)度的高低對產品的物(wù)理性能沒(méi)有任何影響,但對淺色產品(pǐn)來說,保持顏色的純(chún)正十分重要的。滑石的一個缺點是混煉後使塑料(liào)的顏色或多或少地變暗,這是限製滑(huá)石在塑料中廣泛(fàn)應用的一個重要因素(sù)。通過對幹白(bái)度和濕白度的測量和(hé)對比,能定性地反應滑石使塑料(liào)製品(pǐn)變暗的幅度。濕白度低的產(chǎn)品,使塑料變暗的幅度(dù)大。
值得注(zhù)意的(de)是,幹白度高的滑石其濕白(bái)度不一(yī)定就高。一(yī)般地說,隻有純度高、白(bái)度也高的滑石其濕白度才高,即(jí)塑料(liào)製(zhì)品顏色變暗(àn)的程度較小。塑料行業使用的滑石粉應主要關注(zhù)濕白度和色(sè)相,Y、L*應盡量高,而a*、b*的(de)絕對值應盡量小。
在許多(duō)應用領域中(zhōng),並(bìng)不需要白滑石。使用(yòng)白滑石其實是一種浪費。如深色塑料中,使用高白(bái)度滑石和(hé)低白度滑(huá)石沒有任何(hé)區別。試驗(yàn)表明,滑石的濕白度每提高1度,最終產品的白度提高隻有0.2-0.3度。片麵追求滑(huá)石的白度並沒有意義。
3、片度
滑石(shí)對塑(sù)料產品顯著的增強作用主要來自於其獨特的微觀(guān)片狀結構(gòu)。滑石粉(fěn)的片狀結構越完整,其增強效果越明顯(xiǎn)。影響產品片狀的兩個主要(yào)因素是:滑石純度、粉體的加工方法(fǎ)和(hé)技術。
滑石中(zhōng)的雜質(zhì)都不具備片狀結構。滑石越純,雜質越少,片狀結構(gòu)越好。在對產品微細化的加工過程中,采用不同的(de)方法,產品的片狀結構保持情況也不一樣。不適當(dāng)的方法和操作條件甚至會破壞其片狀結構。
目前微細目滑石主要采用氣流粉碎技術,有對(duì)衝法和旋(xuán)流法兩(liǎng)種。如遼寧艾(ài)海采用旋流法氣(qì)流磨生產的微細目滑石(shí)粉(fěn),其片狀結構就得到了完好的保存。
4、細度
微細化是滑石產品發展趨勢,產品越細,其增強(qiáng)效果越好,但同時粒子的表麵能增大,容易團聚,分(fèn)散困難,價格也高。因(yīn)此(cǐ)需要根據自身的技術水平和實際需要來選擇適當細度的產品,並不一定越細越好。
對一(yī)個滑石產品粒度優劣(liè)的評價(jià)不能僅憑平均細(xì)度一(yī)個指標。評價一個產(chǎn)品優劣至少有以下(xià)兩指標:D50和D100(或D98)。
產品越來越細的同時,人們對(duì)微細目滑石粉碎(suì)後的微觀形狀,粒度(dù)分布提出了更高的要求。評價粒度分布的主要指標由以前的(de)D50轉向D97、D98直(zhí)至現在的D100。同時(shí)對粒度分布的重現性(xìng)要求更加嚴格。評價(jià)一(yī)種產品時(shí),其平均粒度不但要符(fú)合要求,更重要的是粒度分布應盡量窄,大(dà)顆粒盡量(liàng)少。
粒度分布可采用粒度分(fèn)布儀測量,有(yǒu)激光法和(hé)沉降法。但生產(chǎn)實踐中大多采用篩分法來檢測粗顆粒的多少。
值得注(zhù)意的是,滑石粉由於(yú)其本身的片狀結構,比表麵積大,體積(jī)密度較小。325目滑石粉的體積密度為0.8-0.9g/cm3,1250目滑石粉卻(què)降到了0.25-0.3g/cm3,4000目僅有0.12g/cm3左右。這使(shǐ)使用時粉塵汙染嚴重(chóng)、混料困難(nán)、成(chéng)本提高、產率下降。而且遠距離供貨的運費成本相當高。
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