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滑石在塑料中的应用特点、指标要求及产品领域

   日期:2019-10-09     浏览:173    
       滑石作为塑料填料,不但能节省树脂的使用量,还能显著地提高产品物理性能,起到增强作用。足够细度的滑石粉,可显著提高产品的刚度、冲击强度、抗蠕变性、硬度、抗表面划伤、耐热性和提高热变形温度。对于应用于汽车和家电的聚丙稀塑料改性,滑石的性价比是其他任何非矿材料所无法比拟的。

1、滑石粉在塑料中的应用特点

(1)滑石的密度为2.7-2.8g/cm3,与重钙相近。

(2)滑石的莫氏硬度为1,在无机粉体中硬度最低,对设备磨损最小。

(3)滑石呈层状结构,相邻的两层靠微弱的范德华力结合,在外力作用下,相邻两层之间极易滑移或相互脱离。因此,滑石粉在塑料加工中,在机械设备的摩擦、挤压等作用下,滑石粉颗粒极易层层剥离开,从而形成新的颗粒结构并团聚,虽然经过偶联剂或其它化学表面处理技术,但达到较好的表面活化改性效果,尚需采取特殊工艺。

(4)滑石对塑料产品显著的增强作用主要来自于其独特的微观片状结构。加工后的滑石粉片状结构保持的越完整,其增强效果越明显。较大的径厚比(片状颗粒平均直径与其厚度之比)可提高塑料制品的刚性、冲击强度、弯曲模量和热稳定性。

(5)高品质超微细滑石粉成片状结构,用于塑料制品时,可均匀的成层叠状分散在树脂中。如同水泥制品中嵌入的金属结构网,能够在保持塑料的自身优点外,形成力学性能优异的增强支撑形态,可提高塑料制品的物理性能,还具有明显的保温、阻隔作用。

(6)滑石的pH值为9.0-9.5,化学稳定性好,耐弱酸、碱、盐。

(7)滑石的颜色有白、灰绿、奶白、淡红、浅蓝、浅灰等,有的还有珍珠或脂肪光泽。对塑料用的滑石粉往往希望白度越高越好,在粉碎时,各种滑石都成为一种由灰到白的粉末,并呈现不同程度的固体光泽,但在塑料制品中应用后,会发生颜色的微量变化。

(8)滑石和云母、高岭土等含硅(Si)的矿物都具有红外线和紫外线的阻隔性,在塑料制品中具有明显保温、耐老化等效果。

(9)滑石的滑腻感十分明显,加入滑石粉的塑料开口性明显改善,还可以改善薄膜的防粘连性。

(10)当超微细的滑石粉(1µm以下)均匀分散在塑料基体之中时,能起到成核剂的作用。

2、滑石粉在塑料中的应用指标要求

塑料用滑石粉的指标要求主要包括纯度、白度、片度、细度、SiO2含量、流动性、静电等:

(1)纯度

纯度是指产品的滑石含量,毫无疑问,滑石纯度越高,其增强的效果越好。滑石含量低的产品对塑料的增强作用十分有限,主要起一般填料的作用。而碳酸盐、铁、重金属等杂质含量较高的滑石,则会导致塑料产品的抗老化性、热稳定性变差。

(2)白度

对同一原料来说,粒度越细,白度越高。水分越高,白度越低。虽然白度的高低对产品的物理性能没有任何影响,但对浅色产品来说,保持颜色的纯正十分重要的。滑石的一个缺点是混炼后使塑料的颜色或多或少地变暗,这是限制滑石在塑料中广泛应用的一个重要因素。

但其实,在许多应用领域中,并不需要白滑石。使用白滑石其实是一种浪费。如深色塑料中,使用高白度滑石和低白度滑石没有任何区别。片面追求滑石的白度并没有意义。

(3)片度

滑石对塑料产品显著的增强作用主要来自于其独特的微观片状结构。滑石粉的片状结构越完整,其增强效果越明显。影响产品片状的两个主要因素是:滑石纯度、粉体的加工方法和技

(4)细度

微细化是滑石产品发展趋势,产品越细,其增强效果越好,但同时粒子的表面能增大,容易团聚,分散困难,价格也高。因此需要根据自身的技术水平和实际需要来选择适当细度的产品,并不一定越细越好。

产品要力争做到每一批次的粒度分布都相同,这在生产实践中难度是非常大的。在滑石粉的高端产品中,控制粒度分布,特别是粗颗粒的数量是一个非常关键的技术,这既需要有高效率、高精度、可靠的分级设备,又需要具备丰富的操作经验和设备的维护能力。

(5)SiO2含量

滑石粉中的硅(SiO2)含量是衡量滑石粉品位的重要指标。要根据不同的塑料制品性能要求来选择滑石粉,如在薄膜中加入的滑石粉硅含量应高些,粒径小、粒度分布窄,才能使薄膜的透光率高、拉伸强度、抗穿刺性等指标有明显改善。而在注塑、板材、棒材中硅含量要求不必过高,硅含量较低的滑石粉价格较低,同时资源丰富。

(6)流动性

在挤出过程中,滑石比其他颗粒状无机材料流动性差,分散困难,螺杆扭矩大,所以采用较好的活化助剂是克服以上问题的关键。

(7)静电

滑石呈层状结构,比表面积大,颗粒形状的不规则性和表面的凸凹形态使它的摩擦系数大、易产生静电,造成微小颗粒之间的凝聚,难以分散,影响应用效果。采用静置存放消除静电工艺,既简单实用,又便于操作。

一般地讲,评价一个滑石产品的优劣,至少要考虑多个方面的因素,仅以任何一个指标判断质量都可能是片面和不完全的。

3、滑石粉在塑料中的应用领域

滑石粉可广泛用于PP、PE、PS、PA、ABS、PC、PVC等树脂。滑石粉在降低塑料制品生产成本的同时,还具有显著改善塑料制品的刚性、耐热性、抗蠕变性,降低收缩率等优点。

滑石粉可改变太阳光波照射方向,使直射光转变为散射光,阻隔紫外线照射,改善塑料制品耐老化和降解性能,提高使用寿命。

在飞机、航空、航天、军工等塑料制品中,滑石粉的耐化学性、高低温稳定性及优异的机械性能都得到了认可。

在中空制品中添加适量的滑石粉,可降低生产成本,减小收缩率,改善刚度,提高制品使用寿命。

滑石粉广泛应用于汽车保险杠、仪表盘饰件、内装饰面板、管类、隔热板及塑料零件等,可提高塑料制品的冲击强度,改善高温下的抗蠕变性能,降低收缩率,赋予制件表面质量更加优良,外观更加华丽,触摸感更适宜。

滑石粉在注塑制品中应用可明显改善注塑产品的力学性能,降低注塑零件的浇口、边缘等收缩造成的凹陷,改善外观效果及手感性。

滑石粉还能改善家电产品的质量及外观,特别是在耐老化、防晒、褪色、隔热、保温、阻燃、隔音及改善产品特殊功能方面,有着不可替代的优势和特性。

 
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