滑石粉是白色或類白色無臭無味(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(zhǔ)要成分(fèn)是滑(huá)石含水的矽酸(suān)鎂,分子式為Mg3[Si4O10](OH)2。滑石屬單斜晶係。晶體呈(chéng)假六方或菱形的片(piàn)狀。通常成致密的塊(kuài)狀(zhuàng)、葉片狀 、放射狀、纖(xiān)維狀集合(hé)體。無色透明或白色,但因含少量的雜質而呈(chéng)現淺綠(lǜ)、淺黃、淺棕甚至淺紅色;解理麵上呈珍珠光澤。硬度為1,比重2.7~2.8。
滑石粉(fěn)具(jù)有(yǒu)潤滑性(xìng)、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高(gāo)、化學性(xìng)不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力(lì)強等優良物理、化學特性,由於滑(huá)石的結晶構造是呈層狀的,所以具有易分裂成鱗片 的趨向和特殊的滑潤性。
正常情況下(xià)比較穩定,無明顯副作用,但長(zhǎng)期大量攝入具有致癌性。GB 9685—2008中(zhōng)規定塗料中的最大使用(yòng)量為2.0%;塑料(PE、PP、PS、AS、ABS、PA、 PET、PC)、橡膠和紙中按生產需(xū)要適量使用。
塑料用滑石粉4大指(zhǐ)標要求:純度、白度、片度、細度!
滑石粉作為塑料(liào)填料(liào),不但能(néng)節省樹脂的使用量,還能顯著地提高(gāo)產品(pǐn)物理性能,起到增強作用。足夠細度的滑石粉,可顯著提(tí)高產(chǎn)品的剛度、衝擊強度、抗(kàng)蠕變性、硬度、抗表麵劃(huá)傷、耐熱性和提高熱變形溫度。對於應用於汽(qì)車和家電(diàn)的聚丙(bǐng)稀(xī)塑料改性,滑石的性(xìng)價比是其(qí)他任何非礦材料所無法比擬的。
滑石(shí)粉對塑料(liào)具有顯著(zhe)的(de)增強效果(guǒ),但並(bìng)不是所有滑石產品都有增強(qiáng)效果。增強效(xiào)果隨著產品品質的不同差(chà)異非常(cháng)明顯。很難(nán)給用於塑(sù)料工(gōng)業的滑石粉提出統一、具體的標準。總的原則是:盡量使用(yòng)粒度適宜的純滑石產品,產品並不一定(dìng)越細越好。
一般地講(jiǎng),評價一個滑石粉產品的優劣,至少要考(kǎo)慮以(yǐ)上四(sì)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100%的純滑石產品不可能存(cún)在。毫無(wú)疑問,滑石純度越高,其增強的效(xiào)果越好。研究表明:滑石中的某些雜質,不僅僅降(jiàng)低純度,對最終產品的性能(néng)有非常明顯的影響。
滑(huá)石中的碳酸鹽、金屬鐵和重金屬對(duì)塑料的抗(kàng)老化性、熱穩定(dìng)性有(yǒu)十分不利的影(yǐng)響。綠泥石含量對抗老化性、熱(rè)穩定性的影響不大(dà)。我國白滑石都屬於碳酸鹽-滑石型,因(yīn)此應在選礦過(guò)程中盡量剔除碳酸鹽,選(xuǎn)用(yòng)低鐵、低重金屬含量的滑石原料生產塑料(liào)級滑石粉。
對於滑石純(chún)度(dù)的鑒別,用於科學研究的建(jiàn)議使用XRD+物相分析,誤(wù)差在5%以內。生產(chǎn)中一般可通過檢測燒(shāo)失量推定滑石的純(chún)度(綠泥石(shí)-滑石型除外)。一般地說,燒失量小於(yú)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%以下。
2、白(bái)度
滑石工業中的白度有狹(xiá)義和廣義兩種。狹義的白度即是一般的白度定義,可用藍(lán)光白度R457、Y、L*、甘茨(cí)白度、亨特白度來表述。廣義的(de)白度包括幹白度、濕白度(dù)和(hé)色相。所謂(wèi)的濕白度是滑石(shí)粉加入適量的DMP(鄰苯二甲酸二甲脂)後(hòu)測得(dé)的白度。
對同一原料(liào)來說,粒度越細,白度越高。水分越(yuè)高,白(bái)度越低。雖然白度的高低對產品的物理性能(néng)沒有任何影響,但對淺色產品來說,保持顏色的純正十分重(chóng)要(yào)的。滑石的一個缺點(diǎn)是混煉後使塑料的顏色或多(duō)或(huò)少地變暗,這是限製滑石在塑料中廣泛應用的一個重(chóng)要因素。通過對幹白度和濕白度的測量和對比,能定性(xìng)地反應滑石使塑料製品變暗的幅度。濕白度低的(de)產品,使塑料變暗的幅度大。
值得注意的是,幹白度高的滑(huá)石其濕白度不一定就高。一般地(dì)說,隻有(yǒu)純度高、白度也高的滑石其濕白度才高,即塑(sù)料製品顏色(sè)變(biàn)暗的程度較小(xiǎo)。塑料行業使用(yòng)的滑石粉應主要關注濕白度和色相,Y、L*應盡量(liàng)高,而a*、b*的絕對值應盡量小。
在許多應用領域中,並不需要白滑石。使用白滑石(shí)其實是一種浪費(fèi)。如深色塑料中,使(shǐ)用高白(bái)度滑石和低白度滑(huá)石沒有任何區別。試驗表明,滑石的濕白度每提高1度,最終產品的(de)白度提高隻有(yǒu)0.2-0.3度。片麵追求滑(huá)石的(de)白度並(bìng)沒有意義。
3、片度(dù)
滑石對塑料(liào)產品顯著的增強作用(yòng)主(zhǔ)要來自(zì)於其獨特的微觀片狀結構。滑石粉的片狀(zhuàng)結構越完(wán)整,其增強效果越明顯(xiǎn)。影響產品片狀的兩個主要因素是:滑石(shí)純度、粉體的加工方法和技術。
滑(huá)石中的雜(zá)質都不具備片狀結構。滑石越(yuè)純,雜質越少,片狀(zhuàng)結構越好。在對產品微(wēi)細化的加工過(guò)程中,采用不同的方法,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(tiáo)件甚至會破壞其片(piàn)狀(zhuàng)結構。
目前微細目滑石(shí)主要采(cǎi)用氣流粉碎技術,有對衝法和旋流法兩種。如遼寧艾海采用旋流法氣流磨生產的微細目滑石粉,其片狀結構就得到了完好的(de)保存。
4、細度
微細化是(shì)滑石產品(pǐn)發展趨勢,產品越細,其增(zēng)強效果越(yuè)好,但同(tóng)時(shí)粒子的表麵能增大(dà),容易團聚,分散困難,價格也高。因此需要根(gēn)據(jù)自身的技術水平和(hé)實際需要來選擇(zé)適當細度(dù)的產品(pǐn),並不一定越(yuè)細越好。
對一個滑石產品粒度優劣的評價不能僅憑平均細度一個指標。評價一個產品(pǐn)優劣(liè)至(zhì)少有以(yǐ)下兩指標:D50和D100(或D98)。
產品越來越細的同時,人(rén)們對微細目滑石(shí)粉碎後的微觀形狀,粒度分布提出了更高的要求。評價粒度分布的主(zhǔ)要指標由以前(qián)的D50轉向(xiàng)D97、D98直至現在的D100。同時對粒(lì)度分布的重現性(xìng)要求更加嚴(yán)格。評價一種產品時,其平均粒度不但要符合要(yào)求,更重要的(de)是粒度分布(bù)應盡(jìn)量窄,大顆粒盡量少。
粒度分布可采用粒度分布儀測量,有激(jī)光法和沉降法(fǎ)。但生產(chǎn)實踐中大多采用篩分法來(lái)檢測粗顆粒的多(duō)少。
值得注意的是,滑石粉由於其本身的片(piàn)狀結構,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目滑石粉卻降到了0.25-0.3g/cm3,4000目僅有0.12g/cm3左右。這使使用(yòng)時粉塵汙染嚴重、混料困難、成本提高、產率下降。而且遠距離供貨的(de)運費(fèi)成本相(xiàng)當高。
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