滑石粉在塑料改性中不仅起到降低成本的作用,同时具有显著的增强效果,但并不是所有滑石粉都有增强效果。增强效果随着产品品位的不同,差异非常明显。且塑料种类不同、性能要求不同、加工设备不同,很难给用于塑料工业的滑石粉提出统一具体的标准。塑料工业选择滑石粉的总体原则是:尽量使用粒度相适应的滑石粉产品,滑石粉原料、粒径分布必须稳定,分布范围要窄,以保证塑料产品质量的稳定性。
鉴于滑石粉矿的多样性,改性塑料厂家在选择滑石粉过程中建议与滑石粉厂商多沟通交流,选择合适的型号,以取得最佳效果。具体选择产品时,至少应考虑滑石粉这四项指标:滑石粉含量、干白度、片状结构、细微程度。
滑石粉具有薄片构型的片状结构特征,粒度较细的滑石粉经常作为聚丙烯的补强填充剂。 加入超细滑石粉不但能够显著地提高产品的刚性、表面硬度、耐热蠕变性、电绝缘性、尺寸稳定性,还可以提高其冲击强度。
在聚丙烯中添加少量的滑石粉还能起到成核剂的作用,提高产品的结晶性,从而使产品各项机械性能提高,又由于提高结晶性,细化晶粒,亦能提高其透明性。填充20%和40%超细目滑石粉的聚丙烯复合材料,不论是在室温和高温下,都能够显著提高产品刚性和高温下的耐蠕变性能。
含量&干白度
滑石粉化学成分是水合硅酸镁[Mg3Si4O10(OH)2]。自然界和工业生产中滑石粉都含有杂质,工业中100%的纯滑石粉产品是不存在的。毫无疑问,滑石粉纯度越高,其增强效果越好。滑石粉中的某些杂质对塑料产品的性能有非常明显的影响,例如: 滑石粉中的碳酸盐影响塑料热稳定性,金属铁和重金属影响塑料的抗老化性等。
滑石粉的干白度有狭义和广义两种。狭义的白度指的是滑石粉的干白度,可用蓝光白度R457、Y、L*、甘茨白度、亨特白度来表述。
广义的白度则包括干白度、湿白度和色相。湿白度是滑石粉加入数量适宜的DOP(邻苯二甲酸二辛脂)后测得的白色亮度L值,滑石粉的一个缺点是混炼后使塑料的颜色或多或少地变暗,这是限定滑石粉在塑料中广泛应用的一个重要因素。和干白度相比,湿白度能更直观地反映滑石使塑料基体颜色改变的程度。湿白度中的b*(b)值越低,塑料基体的颜色变化越小。
世界上大部分滑石并不是白色的。白滑石主要来自中国、阿富汗、印度,比较有限。随着塑料工业对白滑石需求的增长,近20年的价格持续上涨。白滑石供不应求是今后的一个长期趋势。但其实在许多应用领域中并不需要白滑石。如深色塑料的增强改性,使用白滑石和深色滑石的增强效果相同。
试验表明:滑石的湿白度每提高1%,最终产品的白度提高只有0.2%~0.3%。片面追求滑石的白度没有意义。以前由于白滑石价格太低,很多用户并未过多考虑使用白滑石的成本增加。随着供货量减少和价格的提高,有必要转变使用习惯,提高资源的综合利用。
用于增强改性的滑石粉体还需要控制其中黑点的数量,特别是对外观有较高要求的浅色产品。这些黑点是天然的硫化铁矿,石墨等深色矿物或采矿外来的深色杂质研磨后形成的。少量黑点对白度基本没有影响,但在浅色塑料产品表面会形成肉眼可见的黑点瑕疵,影响外观。大量的黑点将对白度产生不利影响。杂质会随着粉体细度增加,被进一步破碎,导致粉体白度降低。
片状结构&细微程度
滑石粉对高分子化合物产品显著的增强效果主要来自于其特殊的片状结构。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:滑石粉纯度、粉体的加工。
滑石粉中的杂质都不具备片状结构,即滑石粉越纯,杂质越少,片状结构越好。此外,在微细化的加工过程中,采用不同的加工方法,产品的片状结构保持情况也不同,不恰当的加工工艺会破坏滑石粉的片状结构。
微细化是滑石粉产品发展趋势,产品越细,其增强效果越好。评价一个产品时,其平均粒径不单要符合要求,更重要的是粒度分布应尽量窄,大颗粒尽量少,产品要尽量做到每一批次的粒度分布都相同,这在生产过程中难度是非常的。在滑石粉的高端产品中,控制粒度分布,粗颗粒的数量是一个非常关键的技术。(来源:链塑网)