滑石粉的特性以及在塑料中的應(yīng)用

　　我國(guó)滑石粉生產(chǎn)加工企業(yè)超過千家，但能生產(chǎn)完全合格的分子化合物塑料用滑石粉的企業(yè)不超過10家。能生產(chǎn)基本合格產(chǎn)品的企業(yè)不超過15家。 我國(guó)目前比較有實(shí)力的生產(chǎn)企業(yè)把主要精力放在出口產(chǎn)品的生產(chǎn)，嚴(yán)重忽略了國(guó)內(nèi)不斷增長(zhǎng)的需求。國(guó)內(nèi)分子化合物塑料工業(yè)使用的滑石粉很大一部分來自中小企業(yè)，和非正規(guī) 企業(yè)。這使得產(chǎn)品質(zhì)量很難得到保證。同時(shí)值得一提的是，國(guó)內(nèi)一些用于科學(xué)研究的滑石粉的來歷不確定性也很大，這使得其研究結(jié)論的可信度大大降低。

　　滑石對(duì)分子化合物塑料具有顯著的加強(qiáng)效果，但并不是所有滑石產(chǎn)物都有加強(qiáng)效果。加強(qiáng)效果隨著產(chǎn)品品位的不同差異非常明顯。很難給用于分子化合物塑料工業(yè)的滑 石粉提出統(tǒng)一、具體的標(biāo)準(zhǔn)。總的原則塑料特性是：盡量使用粒度相適應(yīng)的純滑石產(chǎn)品，產(chǎn)品并沒必要越細(xì)越好?；蟻碓幢仨毞€(wěn)定，產(chǎn)品的品位，出格是粒度分布，濕白度、色相必須穩(wěn)定和連續(xù)。鑒于滑石礦的多樣性，取得效果還是需要生產(chǎn)廠家的技術(shù)支持的。具體選擇產(chǎn)品時(shí)，至少應(yīng)考慮滑石本身的"四度"，即：

　　l 純凈度

　　l 白度

　　l 片度

　　l 細(xì)度

　　一般地講，評(píng)價(jià)一種滑石產(chǎn)品的優(yōu)劣，至少要考慮以上4個(gè)方面的因素。僅以一個(gè)指標(biāo)判斷質(zhì)量都是片面和不完全的。若有人僅以平均粒度來判定滑石粉產(chǎn)品的質(zhì)量，這是十分值得商榷的。

　　純凈度

　　純凈度是指產(chǎn)品的滑石成份含量。自然界和工業(yè)生產(chǎn)中滑石都含有雜質(zhì)，工業(yè)中的純滑石產(chǎn)品是不可能存在。毫無疑問，滑石純凈度越高，其加強(qiáng)的效果越好。研究表明：滑石中的某些雜質(zhì)特性，不僅僅降低純凈度，對(duì)終產(chǎn)品的性能有非常明顯的影響?；械奶妓猁}，金屬鐵和重金屬對(duì)分子化合物塑料的抗老化性，熱穩(wěn)定性有十分不良的影響。綠泥石含量對(duì)抗老化性，熱穩(wěn)定性的影響不大。我國(guó)白滑石都屬于碳酸鹽-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)分子化合物塑料級(jí)滑石粉。 遼寧、山東、廣西的主要滑石礦床的產(chǎn)品純凈度都比較高，經(jīng)過篩選后純凈度可達(dá)到96-98%，是上適宜做改性分子化合物塑料的滑石原料。但各個(gè)地域，同一地域不同廠家的產(chǎn)品中碳酸鹽，金屬鐵和和重金屬還是有很大的區(qū)別。目前這部分高純度礦物大部分供出口，國(guó)內(nèi)除一些合資和獨(dú)資企業(yè)外，需求較少。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的滑石產(chǎn)品中滑石的含量在20-98%之間波動(dòng)?；康偷漠a(chǎn)品對(duì)分子化合物塑料的加強(qiáng)效果十分有限，主要起一般填料的作用。但如果碳酸鹽和鐵、重金屬的含量較高，會(huì)引起分子化合物塑料產(chǎn)品的抗老化性，熱穩(wěn)定性都較差。

　　對(duì)滑石純凈度的辨別，用于科學(xué)研究的建議使用XRD+物相分析，偏差在5%以內(nèi)。生產(chǎn)中一般可通過檢測(cè)燒失量推定滑石的純凈度(綠泥石-滑石型除外)。一般地說，燒失量小于8.0%的產(chǎn)品才比較適宜用于分子化合物塑料作加強(qiáng)填料，好燒失量在6.5%以下。

　　白度

　　滑石檢驗(yàn)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(lán)光白度R457、Y、L*、甘茨塑料特性白度、亨特白度來表述。上計(jì)算白度的公式不下于百種，非金屬礦輕工行業(yè)經(jīng)常使用的公式也不下于10種。使用不同儀器，不同計(jì)算方法得到的結(jié)果也會(huì)不同。國(guó)標(biāo)GB/T 5950 劃定了滑石白度的測(cè)量方法和計(jì)算公式。本標(biāo)準(zhǔn)采用GB3977劃定的國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)1964增補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)色度體系和標(biāo)準(zhǔn)照明體 D65，以三常刺激值和色品坐標(biāo)計(jì)算白度;采用GB7921劃定的CIE LAB均勻色空間，以明度指數(shù)和色品指數(shù)計(jì)算表示色調(diào)、彩度和色差。方法為：當(dāng)光譜反射比均為1的理想完全反射漫射體的白度為100，光譜反射比均為零的黑體白度為零時(shí)，采用本標(biāo)準(zhǔn)劃定的條件，測(cè)出試樣的三非常刺激值，再用所劃定的公式計(jì)算白度，并可計(jì)算試樣的色調(diào)角、彩度和試樣間的色差。

　　廣義的白度包括干白度、濕白度和色相。所說的的濕白度是滑石粉塑料特性加入數(shù)量適宜的DMP(鄰二甲酸二甲脂)后測(cè)得的白度。

　　對(duì)同一原料來說，粒度越細(xì)，白度越高。水分越高，白度越低。雖然白度的高低對(duì)產(chǎn)品的物理性能沒有什么影響，但對(duì)淺色產(chǎn)品來說，保持顏色的純潔十分重要的?；囊粋€(gè)缺點(diǎn)是混煉后使分子化合物塑料的顏色或多或少地變暗，這是限定滑石在分子化合物塑料中廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要因素。通過對(duì)干白度和濕白度的測(cè)量和對(duì)比，能定性地反應(yīng)滑石使分子化合物塑料制品變暗的幅度。濕白度低的產(chǎn)品，使分子化合物塑料變暗的幅度大。值得注意的是，干白度高的滑石其濕白度不一定就高。一般地說，只有純凈度 高、白度也高的滑石其濕白度才高，即分子化合物塑料制品顏色變暗的程度較小。分子化合物塑料行業(yè)使用的滑石粉主要存在濕白度和色相，Y、 L* 應(yīng)盡量高，而a*、b*的值應(yīng)盡量小。

　　我國(guó)遼寧、山東、廣西的主要滑石礦床的部分產(chǎn)物的濕白度可以達(dá)到70%以上。這部分產(chǎn)物以出口為主，國(guó)內(nèi)需求量不大。

　　白滑石當(dāng)然好，但價(jià)格也高。近年來中國(guó)白滑石因?yàn)楣┎辉撉?，價(jià)格提升得很快。隨著分子化合物塑料工業(yè)對(duì)滑石需求的進(jìn)一步增長(zhǎng)，供不應(yīng)求的局面還會(huì) 加劇。范圍內(nèi)白滑石稀缺不是暫時(shí)的，供不應(yīng)求將是以后長(zhǎng)期的局面，沒有發(fā)生逆轉(zhuǎn)的可能。因此，在可能的情況下，應(yīng)盡量使用低白度滑石。其實(shí)，在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，并不需要白滑石。使用白滑石其實(shí)是一種華侈。如深色分子化合物塑料中，使用高白度滑石和低白度滑石沒有什么區(qū)別。試驗(yàn)表明，滑石的濕白度每提高1度，終產(chǎn)物的塑料白度特性提高只有0.2-0.3度。片面追求滑石的白度并沒有什么意義。以前因?yàn)橹袊?guó)白滑石價(jià)格過低，很多用戶并未過多考慮使用適當(dāng)品級(jí)白滑石，而是越白越好。隨著白滑石價(jià)格的進(jìn)一步提高，有必要轉(zhuǎn)變?nèi)A侈的思維及看法。

　　片度

　　滑石對(duì)分子化合物塑料產(chǎn)品顯著的加強(qiáng)效用主要來自于其奇特的微觀片狀結(jié)構(gòu)?；鄣钠瑺罱Y(jié)構(gòu)越完整，其加強(qiáng)效果越明顯。影響產(chǎn)物片狀的兩個(gè)主要因素是：

　　l 滑石純凈度

　　l 粉體的加工要領(lǐng)和技能

　　滑石中的雜質(zhì)都不具備片狀結(jié)構(gòu)。滑石越純，雜質(zhì)越少，片狀結(jié)構(gòu)越好。在對(duì)產(chǎn)物微細(xì)化的加工過程中，采用不同的加工方法，產(chǎn)品的片狀結(jié)構(gòu)保持情況也不相同。不恰當(dāng)?shù)囊I(lǐng)和加工工藝甚至?xí)鬯槠淦瑺罱Y(jié)構(gòu)。目前微細(xì)目滑石主要采用氣流粉碎技術(shù)，有對(duì)沖法和旋流法兩種加工工藝。

　　細(xì)度

　　微細(xì)化是滑石產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)品越細(xì)，其加強(qiáng)效果越好，但同時(shí)粒子的表面能增大，容易團(tuán)聚，分離困難，價(jià)格也高。因此需要按照自身的技能水平和現(xiàn)實(shí)需要來選擇適當(dāng)細(xì)度的產(chǎn)品，并沒必要越細(xì)越好。分子化合物塑料工業(yè)使用的滑石粉細(xì)度變化趨勢(shì)如下：

　　l 八十年代分子化合物塑料工業(yè)使用的是325-800目產(chǎn)品

　　l 九十年代使用的是1250-1500目產(chǎn)品

　　l 2000年以后以2000-3000目產(chǎn)品為主

　　l 目前3000-4000目產(chǎn)品已經(jīng)開始生產(chǎn)及使用

　　對(duì)一個(gè)滑石產(chǎn)品粒度優(yōu)劣的評(píng)價(jià)不僅憑平均粒度一個(gè)指標(biāo)。評(píng)價(jià)一個(gè)產(chǎn)品優(yōu)劣至少有以下兩個(gè)指標(biāo)。

　　1、 D50

　　2、 D100(或D98)

　　這兩個(gè)指標(biāo)缺一不可。 產(chǎn)品愈來愈細(xì)的同時(shí)，人們對(duì)微細(xì)目滑石粉碎后的微觀形狀，粒度分布(PSD)提出了更高的要求。評(píng)價(jià)PSD的主要指標(biāo)由以前的D50轉(zhuǎn)向D97，D98 直至現(xiàn)在的D100。同時(shí)對(duì)DSP的重現(xiàn)性要求更加嚴(yán)格。評(píng)價(jià)一種產(chǎn)品時(shí)，其平均粒徑不單要符合要求，更重要的是粒度分布應(yīng)盡量窄，大顆粒盡量少。產(chǎn)品要盡量做到每一批次的粒度分布都相同，這在生產(chǎn)實(shí)踐中難度是非常大的。在滑石粉的產(chǎn)品中，控制粒度分布，粗顆粒的數(shù)量是一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)，這既需要有高效率、高精密度、可靠的分級(jí)設(shè)備，又需要具備豐富的操作 經(jīng)驗(yàn)和對(duì)設(shè)備的維護(hù)能力。國(guó)內(nèi)掌握比較成熟粒度控制技術(shù)的企業(yè)只有6-7家。

　　粒度分布可采用粒度分布儀測(cè)量，有激光法和沉降法。但生產(chǎn)實(shí)踐中大多采用篩分法來檢測(cè)粗顆粒的多少。

　　滑石粉因?yàn)槠浔旧淼钠瑺罱Y(jié)構(gòu)，比表面積大，體積密度較小。325目滑石粉的體密0.8-0.9，1250目滑石粉卻降到了0.25-0.3，4000目0.12上下。這使得生產(chǎn)時(shí)粉塵污染嚴(yán)重、混料困難、成本提高、生產(chǎn)效率降低。而且遠(yuǎn)距離供貨的運(yùn)輸成本非常高。

　　針對(duì)以上問題，外國(guó)已經(jīng)開發(fā)出了滑石粉的壓縮技術(shù)和造粒技術(shù)，通過壓縮使得滑石粉體積密度大大提高，如1250目產(chǎn)品的體積密度達(dá)到0.8-0.9;造粒就是把粉狀滑石粉轉(zhuǎn)化為顆粒狀，進(jìn)一步提高體積密度，使生產(chǎn)過程無粉塵化，同時(shí)降低了運(yùn)輸和包裝費(fèi)用，利于存儲(chǔ)。以后滑石粉的加工將朝著微細(xì)化方向發(fā)展，市場(chǎng)需要更細(xì)的特性滑石粉。壓縮與造粒技術(shù)對(duì)降低產(chǎn)品運(yùn)輸成本、減少污染、提高下游產(chǎn)品生產(chǎn)效率的作用愈來愈大。

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