滑石(shí)粉是白色或(huò)類白色無臭無味不溶於水(shuǐ)的粉末 也稱水(shuǐ)矽酸鎂、超微細滑石粉、水合矽酸鎂超細粉。
滑石主要成分是滑(huá)石含水的(de)矽酸鎂,分子式為Mg3[Si4O10](OH)2。滑石屬單斜(xié)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 、放射狀、纖維狀集合體。無色透明或白色,但因含少量的雜質而呈(chéng)現淺綠、淺黃、淺棕(zōng)甚至淺紅色;解理麵上呈珍(zhēn)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(kàng)酸(suān)性(xìng)、絕緣性、熔點高、化學性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤(zé)好、吸附力(lì)強等優良物理、化學特性,由於(yú)滑石的結晶構造是呈層(céng)狀的,所以具(jù)有易分裂成(chéng)鱗片 的趨向和特殊的滑潤性。
正常情況下比較(jiào)穩定,無明顯副作用,但(dàn)長期大量攝入具有致(zhì)癌性。GB 9685—2008中規定(dìng)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(àn)生(shēng)產需要適量使(shǐ)用(yòng)。
塑料用滑石粉4大指標要求:純度、白度、片度、細度!
滑(huá)石粉作為塑料填料,不但能節省(shěng)樹脂的使用(yòng)量,還能顯著地提(tí)高產品物理性能,起(qǐ)到增強作用。足夠細度的滑石粉,可顯(xiǎn)著提高產品的剛度、衝擊強(qiáng)度、抗蠕變(biàn)性、硬度、抗表麵劃傷(shāng)、耐(nài)熱性和提高熱變形溫度。對於應(yīng)用於汽(qì)車和家電的聚丙稀塑(sù)料改性,滑石(shí)的性價(jià)比(bǐ)是其他任何非礦材料所無法比擬的。
滑石粉對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。很難給用於塑料工業的滑石粉提出統一、具(jù)體的標準。總(zǒng)的原則是:盡量使(shǐ)用粒度適宜的純滑石產品,產品並不一定越細越好(hǎo)。
一般地講,評價一個滑(huá)石(shí)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(pàn)斷質量都可(kě)能是片麵和不完全的。
1、純度
純度是指(zhǐ)產品的滑石含量。自然界(jiè)和工業生產中滑石都有雜質,工業中100%的純滑石產品(pǐn)不(bú)可能存在。毫無(wú)疑問,滑石(shí)純度越高,其增強的效(xiào)果越好。研究表明:滑石中的某(mǒu)些雜質,不僅僅降(jiàng)低純度,對最終產品(pǐn)的(de)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(duì)塑料的抗老化性、熱穩定性有十分不利的影響。綠泥(ní)石(shí)含量對抗老化性、熱穩定性的影響不(bú)大。我國(guó)白滑石都屬(shǔ)於碳酸鹽-滑石型(xíng),因此應在選礦過(guò)程中盡量剔除(chú)碳酸鹽,選用低鐵、低(dī)重(chóng)金屬含量的(de)滑石原料生產塑料級滑石粉。
對於滑石純度的鑒(jiàn)別,用於科學研究的建議使用(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-滑石型除外)。一般地說,燒失量小於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%以下。
2、白度
滑石工業中的白度有狹義和廣義兩種。狹義的白度即是一般的白度定義,可用藍光白(bái)度R457、Y、L*、甘茨白度、亨特白度來表述。廣義的白度包括幹白度、濕白度(dù)和色相。所謂的濕白度是滑石粉加(jiā)入適量的DMP(鄰苯二甲酸二甲脂)後測得的白度。
對同一原料來說,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的物理(lǐ)性能沒有任何影響,但對淺色產品來說,保持顏色(sè)的純正十分(fèn)重要(yào)的。滑石的一個缺(quē)點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廣泛應用的一個重要因素。通過對幹(gàn)白度和濕白度的測量和對比,能定性地反應滑石使塑料製品變暗的幅(fú)度。濕白度低(dī)的產品,使(shǐ)塑料變暗的幅度大。
值得注(zhù)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(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度較小。塑料行業使用的滑石(shí)粉應主要關(guān)注(zhù)濕白度和色相,Y、L*應盡量高,而a*、b*的絕對值應盡量小。
在(zài)許(xǔ)多應用領域中,並不需要白(bái)滑石。使用白滑石其實是一種浪費。如深色塑料(liào)中,使用高白度(dù)滑石和低白度滑石沒有任何區別。試(shì)驗表明,滑石的濕(shī)白度每提高1度,最終產品的白度提高隻有0.2-0.3度(dù)。片麵追求滑石的白(bái)度並沒有意義(yì)。
3、片度
滑石對塑料產品顯著的增強作用主(zhǔ)要來自於其獨特的微觀片狀結構。滑石粉的片(piàn)狀結構越完整,其增強效果越明(míng)顯。影響產品片(piàn)狀的兩個主要因素是:滑(huá)石純度、粉體的加工方(fāng)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(piàn)狀結構越好。在對產品微細(xì)化的加工過程中,采用不同的方法(fǎ),產(chǎn)品的片狀結構保持情況也不一樣。不適當的方法和操(cāo)作條件甚(shèn)至會破(pò)壞其片狀結構。
目前微細目滑石主要(yào)采用氣流粉碎技術,有對衝法和旋流法兩種(zhǒng)。如遼寧艾海采(cǎi)用旋流法氣流磨生產的微細目滑(huá)石粉,其片狀結構就得到了完好的保存。
4、細度
微細化是(shì)滑石產品發展(zhǎn)趨勢(shì),產品(pǐn)越細,其增(zēng)強效果(guǒ)越好,但同時粒子的表(biǎo)麵能增大,容易團聚,分散困難,價格也高。因(yīn)此需要根據自身的技術水平和實際需要來選(xuǎn)擇適當細度的產品,並不一定(dìng)越細(xì)越好。
對(duì)一個滑石產品粒(lì)度優劣的評價不能僅憑平均細度(dù)一個指標。評價一個(gè)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(tóng)時,人們對微細目滑石粉碎後的微觀形狀,粒(lì)度分布提出了更高的要求。評價(jià)粒(lì)度分布的主要指標由以前的(de)D50轉向D97、D98直至現在的D100。同時(shí)對粒度分布的重現性要求(qiú)更加嚴格。評價一種產品時,其平均粒度不(bú)但要符合要求,更(gèng)重要的是粒度分布應(yīng)盡量窄,大顆粒盡量少。
粒度分布可采(cǎi)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(yòng)篩分法來檢測粗顆粒的多少。
值得注意的是,滑石粉由於其(qí)本身的片狀結構,比表麵積大,體積密度較小。325目滑石粉的(de)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(nán)、成本提高、產率下降(jiàng)。而且遠距離供貨的運費成本相(xiàng)當高(gāo)。
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