滑石粉在塑料行業(yè)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，新技術(shù)、新材料在工業(yè)中應(yīng)用的不斷突破，在很多行業(yè)和領(lǐng)域都涉及到非金屬無機(jī)粉體，無機(jī)粉體在帶來生產(chǎn)成本降低的同時，也帶來了工業(yè)材料的技術(shù)變革和改良，可以說粉體的應(yīng)用和改良技術(shù)是支撐高新技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)之一。粉體技術(shù)包括兩個方面，一是粉體粒子的設(shè)計和制造技術(shù)，二是粉體的處理技術(shù)，即如何能夠?qū)⒎垠w添加到其他的物質(zhì)中，發(fā)揮它獨(dú)特作用。在眾多類型的無機(jī)粉體中，滑石粉是其中比較特別的一種，這種特別體現(xiàn)在它的多樣性和復(fù)雜性�；�石粉具有穩(wěn)定性、低硬度、層狀結(jié)構(gòu)、親油疏水的特性，自然界中的礦物很少能有像滑石這樣把如此多的優(yōu)點(diǎn)集于一身。滑石本身的特點(diǎn)決定了它是一種不可多得的功能性填料。在眾多應(yīng)用中，滑石不但能起到一般填料的作用降低產(chǎn)品成本，而且能顯著增強(qiáng)這些產(chǎn)品的諸多性能。這使滑石作為填料，廣泛地應(yīng)用于造紙、塑料、油漆、陶瓷、化妝品、醫(yī)藥、橡膠、農(nóng)產(chǎn)品、肥料等行業(yè)中。

現(xiàn)在我們重點(diǎn)介紹滑石粉在塑料行業(yè)中的應(yīng)用。滑石粉的加入可改變塑料的多種性能，如成型收縮率、表面硬度、彎曲模量、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、熱變型溫度、成型工藝及產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性等；超細(xì)目滑石粉添加到塑料里，可顯著提高塑料制品的剛性和耐蠕變性、硬度和耐表面劃傷性、耐熱性和熱變形溫度；相當(dāng)細(xì)度的滑石粉亦能提高塑料制品的沖擊強(qiáng)度，并且添加后還具有潤滑作用，能起流動促進(jìn)作用，提高塑料的加工工藝性，它還有一個顯著的特點(diǎn)，就是具有成核劑的作用。
　　一、在聚丙烯樹脂中的應(yīng)用：
　　滑石粉常用于填充聚丙烯。滑石粉具有薄片構(gòu)型的片狀結(jié)構(gòu)特征。因此粒度較細(xì)的滑石粉可用作聚丙烯的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。在聚丙烯的改性體系中，加入超細(xì)滑石粉不但能夠顯著的提高聚丙烯制品的剛性、表面硬度、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性，還可以提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度。在聚丙烯中添加少量的滑石粉還能起到成核劑的作用，提高聚丙烯的結(jié)晶性，從而使聚丙烯各項(xiàng)機(jī)械性能提高，又由于提高結(jié)晶性，細(xì)化晶粒，亦能提高聚丙烯的透明性。填充20%和40%超細(xì)目滑石粉的聚丙烯復(fù)合材料，不論是在室溫和高溫下，都能夠顯著提高聚丙烯的剛性和高溫下的耐蠕變性能。在汽車工業(yè)中，聚丙烯添加滑石粉主要用于汽車的保險杠和儀表盤，另外還用于風(fēng)扇罩、加熱器罩、導(dǎo)管、蓄電池防熱板、流體泵件等；在飛機(jī)工業(yè)中，用于冰箱門襯墊、加熱器及真空泵罩、洗滌機(jī)攪拌器；在電氣工業(yè)中，用于注塑成型各種儀表殼體和電氣元件，在家電工業(yè)中，用于冰箱抽屜、洗衣機(jī)滾筒等注塑件。
　　二、在聚乙烯樹脂中的應(yīng)用：
　　滑石是天然硅酸鎂，它獨(dú)特的微鱗片狀結(jié)構(gòu)，具有一定的抗水性和高度的化學(xué)惰性，因此有良好的耐化學(xué)腐蝕性和滑動性。用它填充聚乙烯可作為工程塑料，有良好的耐化學(xué)腐蝕性和流動性，可與ABS、尼龍、聚碳酸脂競爭。用它填充聚乙烯能夠提高以下性能：提高韌度、撓曲模量和扭曲模量；提高撓曲強(qiáng)度；降低在常溫和高溫下下蠕變傾向；提高熱變溫度及尺寸穩(wěn)定性；改善變形和翹曲，同時亦有較低的熱膨脹系數(shù)；改進(jìn)導(dǎo)熱性；提高模塑件的表面硬度及光潔度；提高聚乙烯的機(jī)械強(qiáng)度。添加不同比例的滑石粉對聚乙烯材料的物性將產(chǎn)生不同的影響，添加比例在10-15%達(dá)到最佳。對于聚乙烯吹塑薄膜來說，填充超細(xì)滑石粉母料比其他填料好，易成型、工藝性好。而且，該種薄膜可使氧氣透過率降低80%,特別適合包裝含油食品,如花生米、蠶豆等,長期保持不出油、不變質(zhì)：該種薄膜可使水蒸氣透過率降低70%，具有很好的防潮性，很適合作地下土工防潮布，也適用于包裝食品。

　三、在ABS樹脂中的應(yīng)用：
　　　ABS樹脂是無定形聚合物，具有聚苯乙烯那樣優(yōu)良的成型加工性；它具有良好的抗沖擊強(qiáng)度，耐低溫性能好，拉伸強(qiáng)度高耐蠕變性能好。為了提升ABS現(xiàn)有的使用性能，人們對ABS改性的研究廣泛的開展。比如ABS與PVC共混制造的汽車儀板吸塑片、ABS與PVC共混制造的仿皮箱包蒙面皮，不但強(qiáng)度高、韌性大而且能夠保持表面花紋的耐久性。這種共混材料加超細(xì)碳酸鈣或超細(xì)滑石粉進(jìn)行填充，能夠顯著的提高共混材料的缺口沖擊強(qiáng)度和耐撕裂強(qiáng)度，比如：添加超細(xì)滑石粉或碳酸鈣5-15%，缺口沖擊強(qiáng)度可提高2-4倍。由于ABS是無定型聚合物具有容納較多填料的功能。其中添加超細(xì)滑石粉既能顯著地提高ABS原存的性能，又能降低成本。因而多用它注塑成型各種儀表、電視機(jī)、收錄機(jī)、手機(jī)等的殼體，當(dāng)然在其他領(lǐng)域如：紡織器材、電氣零件、汽車部件、飛機(jī)部件等的應(yīng)用也非常廣泛。
　　四、在聚苯乙烯樹脂中的應(yīng)用：
　　未改性的通用級聚苯乙烯是無定形聚合物，它硬而脆，但它具有良好的電性能、耐老化性能和高的尺寸穩(wěn)定性，缺點(diǎn)是脆性高，對環(huán)境應(yīng)力開裂敏感。添加超細(xì)滑石粉能夠提高沖擊韌性，調(diào)節(jié)流變性，擾曲模量顯著提高，抗張屈服強(qiáng)度也有提高。例如：添加40%超細(xì)滑石粉或滑石粉母料，擾曲模量從23800kg/cm2增加58800kg/cm2，抗張度從336kg/cm2提高到385kg/cm2。
　　五、在尼龍樹脂中的應(yīng)用
　　對尼龍（聚酰胺），在工業(yè)上特別注意利用這種塑料的韌性和耐磨性。尼龍一般是硬的，類似角質(zhì)，具有良好的耐磨性和高的尺寸穩(wěn)定性。這些性能都可以通過填充劑或增強(qiáng)劑加以進(jìn)一步提高。PP66的硬度、勁度、耐磨性和熱變形溫度在尼龍里是最高的；PP6以其較高的韌性著稱；PP610吸水性較低，從而尺寸穩(wěn)定性也較高；PP11沖擊強(qiáng)度在尼龍里最高。在各種填料中，層狀結(jié)構(gòu)的滑石粉能提高尼龍原有的好性能，改進(jìn)耐磨性最為重要。與金屬相比未填充改性尼龍彈性模量低，拉伸和蠕變強(qiáng)度低，力學(xué)性能與溫度有明顯的依賴關(guān)系，分子上含有吸水基因胺基，吸水率高，制品在使用時易吸水膨脹變形，加工成型時冷卻快結(jié)晶不完全，在使用時還在結(jié)晶，這就導(dǎo)致制品變形，甚至開裂。尼龍的上述缺點(diǎn)，添加超細(xì)滑石粉能夠有很大的改善，滑石粉有成核劑的作用，添加后能夠提高尼龍的結(jié)晶速率，增大結(jié)晶度，因此特別能夠提高尼龍的韌度、機(jī)械強(qiáng)度、硬度、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性，改進(jìn)制品表面質(zhì)量和變形行為，對于吸潮性、電性能和化學(xué)性能也有好的影響。

六、在聚氯乙烯樹脂中的應(yīng)用：
　　用普通粉體填充聚氯乙烯已經(jīng)非常普遍地在使用，如制造硬聚氯乙烯管材，填充碳酸鈣量可以達(dá)到40%，但是聚氯乙烯的抗張強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都要降低；如果添加平均顆粒在5微米即2000目的滑石粉，添加到40-45%體積份數(shù)時，可以發(fā)現(xiàn)材料的屈服強(qiáng)度甚至高于原來的斷裂強(qiáng)度，對聚氯乙烯體系有明顯的增強(qiáng)作用。對于沖擊強(qiáng)度，添加超細(xì)滑石粉，無缺口沖擊強(qiáng)度在15%重量份內(nèi)基本上不降低，缺口沖擊強(qiáng)度有所降低，對于擾曲模量，能夠顯著增加。超細(xì)粉體對于添加增韌性劑的聚氯乙烯體系，如PVC/CPE、PVC/ABS體系，則具有十分顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用。

    七、在其他樹脂中的應(yīng)用：
　　 1、在含氟聚合物中如聚四氟乙烯，添加滑石粉能夠改進(jìn)蠕變強(qiáng)度、耐磨性、韌度、導(dǎo)熱性、壓縮強(qiáng)度、硬度、蠕變傾向和在高溫下的熱變形性。
　　2、在聚甲醛中添加滑石粉填充劑，可以使其本身韌度進(jìn)一步提高。
　　3、在聚碳酸酯中添加超細(xì)目滑石粉，可以提高韌度。
　　4、在聚苯硫醚中添加超細(xì)目滑石粉，可以獲得較好的加工性，較低的收縮，脫模尺寸精確和提高表面光澤。