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滑石粉在塑料改性中的应用

返回列表 来源: 发布日期: 2021-12-10 访问量:

  滑石粉作为一种添加剂、改质剂或填料,已广泛用于造纸、油漆、涂料、陶瓷、日化、塑料、食品、医药等行业。滑石具有质地柔软、磨耗低、光泽度高、吸油值小、透明性好等优点。

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滑石粉的四大性能

增强

  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。

保温、阻隔

  保温、阻隔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,在保持塑料的自身优点外,还具有明显的保温、阻隔作用。

成核

  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。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。

耐老化

  滑石和云母、高岭土等含硅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。

选择滑石粉的原因

结构

  由于滑石的结晶构造是呈层状的,所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的润滑性,用于塑料制品时,可均匀的成层叠状分散在树脂中,与树脂有较好的相容性和力学性能的互补性,可提高塑料制品的物理性能。

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二氧化硅含量

  滑石粉中的硅含量是衡量滑石粉品位的重要指标,滑石粉中硅含量越高,滑石的纯度越高,应用效果也好,价格也越高。客户需根据不同的塑料制品性能要求来选择滑石粉。

plastic material

颜色

  未加工的滑石粉原矿的颜色可为白色、灰色、浅红色、粉色、浅蓝色、浅绿色等多种颜色,并具有不同程度的固体光泽,这种颜色可改善制品的外观及视觉效果。

表面性质

  滑石粉较大的比表面积、外观结构在影响助剂用量的同时,也会促进树脂结构之间的结合力,从而提高塑料制品的物理性能。

滑石粉对塑料性能的影响

改善塑料制品的成型收缩率

  随着滑石粉的含量的增加,聚丙烯塑料成型收缩率逐步减小,滑石粉的加入使之粘度增大,蠕变性下降,因此降低了塑料的结晶度;滑石粉本身无收缩性,从而降低了整体材料成型收缩率。

表面硬度和表面抗划痕性

  表面硬度和表面抗划痕性是某些塑料制品的使用要求,在聚乙烯和聚丙烯塑料中加入滑石粉可有效的改善制品的表面硬度和表面抗划痕性。

弯曲模量

  白色的薄片结构的滑石粉添加到任何一种塑料中都可以显著提高其弯曲模量,对于一般矿物填充来说,这是滑石粉最显著的特点。

拉伸强度

  滑石粉含量在一定范围内可提高拉伸强度。聚丙烯中加入1500目活化处理的滑石粉后,材料拉伸强度的变化。滑石粉含量在20%以内材料的拉伸强度有少量增加,当滑石粉含量在20%以上时,随含量增加,材料的拉伸强度逐步下降,主要是滑石粉进一步的增加,减弱了聚丙烯的分子间引力所致。

冲击强度

  滑石粉对塑料材料冲击强度的影响,类似于滑石粉对塑料材料拉伸强度的影响。各种矿物添加剂在含量小于10%时,均对冲击韧性有提高作用,大于10%时冲击性能开始下降。

变形温度

  滑石粉对塑料材料热变形温度的影响较为明显,可以有效地提高各种塑料的热变形温度,从而增加塑料的耐热性。

滑石粉在改性塑料中的应用

  聚丙烯树脂(PP)

  聚丙烯树脂加入滑石粉后,刚性提高,表面硬度提高,耐热蠕变性提高,电绝缘性提高,尺寸稳定性提高。

  加入40%的超细目滑石粉母料的聚丙烯变化

类别

变化

弯曲模量

16100kg/cm2提高到42000kg/cm2

热变温度

62℃(1.82Mpa力)提高到88℃

  聚乙烯树脂(PE)

  聚乙烯树脂加入滑石粉后,韧度提高,热变温提高,挠曲强度提高,蠕变倾向降低,机械强度提高、表面硬度提高、光洁度提高。

  ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)

  为了提升ABS现有的使用性能,将ABS与PVC共混制造的汽车仪板吸塑片、ABS与PVC共混制造的仿皮箱包蒙面皮,强度高、韧性大。这种共混材料加超细滑石粉进行填充,具有缺口冲击强度可提高,又能降低成本等优点。

  聚苯乙烯树脂(PS)

  聚苯乙烯树脂具有脆性高、对环境应力开裂敏感等缺点,加入滑石粉之后,可调节流变性,冲击韧性提高、扰曲模量提高、抗张屈服强度提高。

  例如:添加40%超细滑石粉或滑石粉母料,扰曲模量从23800kg/cm2增加至58800kg/cm2,抗张度从336kg/cm2提高到385kg/cm2。

  聚氯乙烯树脂(PVC)

  平均颗粒为5微米即2000目的滑石粉,添加到40-45%体积量后,屈服强度甚至高于原来的断裂强度,对聚氯乙烯体系有明显的增强作用;无缺口冲击强度在15%重量份内基本上不降低,缺口冲击强度有所降低;能够显著增加扰曲模量。

滑石粉和碳酸钙对塑料改性影响对比

形状

  滑石粉形状是片状,所以具有更高的刚度,同时尺寸稳定性和耐热温度,增强效果好。碳酸钙一般是粒状,所以其刚度等各个方面不如滑石粉。

成核作用

  滑石粉对聚丙烯有成核作用,而碳酸钙在这方面效果不明显。

  碳酸钙和滑石粉对塑料改性影响对比

含量

拉伸强度

弯曲强度

弯曲模量

模型塑缩率

20%碳酸钙

27.8Mpa

40Mpa

2000Mpa

0.87

20%滑石粉

29Mpa

42Mpa

1300Mpa

0.82

滑石粉的使用方法

粉体直接加入法

  把滑石粉直接和塑料原料混合经双螺杆挤出机挤出造粒成为改性塑料原料,这是常用的方法,也是最经济的方法。

无载体母粒法

  将滑石粉通过特殊的工艺制成一种无载体的松散的颗粒,然后再把这种颗粒和塑料原料混合,经双螺杆挤出机造粒成改性塑料原料。

填充母粒法

  将滑石粉和塑料载体混合,通过挤出机造粒而成高含量的母粒,这种母粒可和塑料原料直接混合,经挤出和注射完成成品加工。

滑石粉使用的注意事项

  滑石粉必需进行表面活化处理,对滑石粉表面进行活化处理,主要是改善滑石粉和塑料原料之间的相溶性,增加改性效果,应用于不同的塑料应选择不同的表面处理剂。

  滑石粉在塑料原料中的分散性,在相同配方的条件下,滑石粉在塑料原料中的分散性对改性料最终理化性能影响很大。在生产过程中应严格控制,影响滑石粉在塑料原料中的分散性的主要因素有配方、温度、产量、工艺过程等。此外,当滑石粉加入量大时,可采用分步加入的办法,以达到好的分散效果。

  滑石粉是一种应用范围非常广泛的非金属矿物,随着社会科技发展的不断提升,滑石粉的应用面临着更多机遇和挑战。各个行业的对滑石粉,的应用需求越来越大,滑石的市场有着不可估量的前景。

  文章来源:中国粉体网

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