滑石粉是白(bái)色或類(lèi)白色(sè)無臭無味不溶於水的粉末 也稱水(shuǐ)矽酸鎂、超微細滑石粉、水合矽(guī)酸鎂超細(xì)粉。
滑石主要(yào)成分是滑石含水的(de)矽(guī)酸鎂,分子式為Mg3[Si4O10](OH)2。滑石屬單(dān)斜(xié)晶係。晶體呈假六方或菱形的片狀(zhuàng)。通常成致密的塊狀、葉片狀 、放射(shè)狀(zhuàng)、纖維狀集合體。無色透明或白色,但因含少量的雜質而呈現淺綠、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。
滑石粉具有潤滑(huá)性、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高、化學性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強等優良(liáng)物理、化學特性,由於滑石的結晶構造是呈層狀的(de),所以具有易分(fèn)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(míng)顯副作用,但長期大量(liàng)攝入具有致癌性。GB 9685—2008中規(guī)定塗料中的最大使用量為2.0%;塑料(liào)(PE、PP、PS、AS、ABS、PA、 PET、PC)、橡膠和紙中按生產需要適量使用。
塑料用滑石粉4大指標要求:純度、白度(dù)、片度、細度!
滑(huá)石粉(fěn)作為(wéi)塑料填(tián)料,不但能節省樹脂的使用量,還(hái)能顯著地提高產品物理性能,起到增強作(zuò)用。足夠細度的滑石粉,可(kě)顯著提高產品的剛度、衝擊強度、抗蠕變性、硬度、抗表麵劃傷、耐熱性和(hé)提高熱變形溫度。對於應用(yòng)於(yú)汽車和家(jiā)電的聚丙稀塑料改性,滑石(shí)的性價比是其他任何非礦材(cái)料所無法比擬的。
滑石粉對塑料具有顯著的增(zēng)強效果,但並不是所有滑石產品都有增強效果。增強效果隨(suí)著(zhe)產品品質的不同差異非常(cháng)明顯。很(hěn)難給用於塑料工業(yè)的(de)滑石粉提出統一、具體的標準。總的原則是:盡量使用粒(lì)度適宜的(de)純滑石產品,產品並不一定越細越好。
一般地講,評(píng)價一個滑石粉產品的優劣,至少要考(kǎo)慮(lǜ)以上四個方麵的因素。僅以任(rèn)何一個指標判斷質量都可能是(shì)片麵和不完(wán)全的。
1、純度(dù)
純(chún)度是指產品的滑石含量(liàng)。自(zì)然界(jiè)和工業生(shēng)產中(zhōng)滑石(shí)都有雜質,工業中100%的純滑石(shí)產品不可能存在。毫無疑問,滑石純度越高,其增(zēng)強的效果越好。研(yán)究表明:滑石(shí)中的某些雜質,不僅僅降低純度,對最終產品(pǐn)的性能有(yǒu)非常明(míng)顯的影響。
滑石(shí)中的碳酸(suān)鹽、金屬鐵和重金屬對塑料的抗老化性、熱穩定性有十分不利的影響。綠泥石含量對抗老化性、熱穩定性的影響不大。我國白(bái)滑石都屬於碳酸鹽-滑石型,因此應(yīng)在選礦過程中盡量剔除碳酸鹽,選用低鐵、低重金屬含量的滑石原料生產(chǎn)塑料級滑石粉。
對於滑石純度的鑒別,用於科學研究(jiū)的建議使用(yòng)XRD+物相分析,誤差在5%以內。生產中一般可通過檢測燒失量推定滑石的純度(綠泥石(shí)-滑石型除外)。一般地說,燒失(shī)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(liàng)在6.5%以下。
2、白度(dù)
滑石工業中的白度有狹(xiá)義和(hé)廣義兩種。狹義的白度即是一般的白(bái)度定義,可(kě)用藍光白度R457、Y、L*、甘茨白度、亨特白度來表述。廣義的(de)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(èr)甲脂)後(hòu)測得的白度。
對同一原料來(lái)說,粒度越細,白度越高。水分越高,白度越低。雖然白度的高低對產品(pǐn)的物理性(xìng)能沒有任何影響,但對淺色產品來說,保持顏色的純正十分重要的。滑石的一(yī)個缺點(diǎn)是混煉後使塑料的顏色或多或少地變暗,這是限製滑石在塑料中(zhōng)廣泛應用的一個重要因素。通(tōng)過對幹白度和濕白度的測(cè)量和對比,能定性地反應滑石使塑料製品變暗的幅度(dù)。濕白度低的(de)產品,使塑料變暗的幅度大。
值得注意的是,幹白度高的滑石其濕白度不一定就高。一(yī)般地說(shuō),隻(zhī)有純(chún)度高、白度也高的滑石其濕白度才高,即塑料製品顏色變暗的程(chéng)度較小。塑料行(háng)業使用的(de)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。
在許多應用領域中,並不需要白滑石。使用白滑石其實是(shì)一種浪費。如深(shēn)色塑料中,使用(yòng)高(gāo)白度滑(huá)石和低白度(dù)滑石(shí)沒有任何區別。試(shì)驗表明,滑石(shí)的濕白度每提(tí)高1度,最終產品的白度提高隻有0.2-0.3度。片(piàn)麵追求滑(huá)石的白(bái)度並沒有意義。
3、片度
滑石對塑料產品顯著的(de)增強作用主要來自於(yú)其(qí)獨特的微觀片狀結構。滑石粉的片狀結構越完整,其增強效果越明顯。影響產品片狀的(de)兩個主要因素是:滑石純度、粉體的加工方法和技術。
滑石中的雜質都不具備片狀結構。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,采用不同的方法,產品的片(piàn)狀結構保持情況也不一樣。不適當的方(fāng)法和操作條件甚至會破壞其片狀結構。
目(mù)前微細目滑石主要采用氣流粉碎技術(shù),有對衝法和旋流法兩種。如遼寧(níng)艾海采用旋流法氣流磨生產的微細目滑石粉,其(qí)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,其增強效果越好,但同(tóng)時(shí)粒子(zǐ)的表麵能增大,容易團聚,分散困難,價格也高。因此需要根據自身(shēn)的技術(shù)水平和實際需要來選擇適當細度的產品,並不一定越(yuè)細越好。
對一個滑石產品粒度(dù)優劣的評價不能僅憑平均細度(dù)一個指標。評價(jià)一個產品優劣至少有(yǒu)以下兩指標(biāo):D50和D100(或D98)。
產(chǎn)品越來越細的同時,人們對微細目滑石粉碎後的(de)微(wēi)觀(guān)形狀,粒度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(de)D100。同時對粒度分布的重現(xiàn)性要求更加嚴格。評(píng)價(jià)一種(zhǒng)產品時(shí),其平均粒度不但要符合(hé)要求,更(gèng)重要的是粒(lì)度分布應(yīng)盡量窄,大顆(kē)粒(lì)盡量少。
粒度(dù)分布可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分法來檢測粗顆粒的多少。
值得(dé)注意的是,滑石粉由於其本身的片狀結構,比表麵積大,體(tǐ)積密度較小。325目滑石粉的體積密(mì)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。這使使用時粉塵汙染嚴重、混料困難、成本提高、產(chǎn)率(lǜ)下降。而且遠距離供貨的運費成(chéng)本相當高。
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