發(fā)布時(shí)間:2021-11-15 11:45:09 人氣:
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)品品位的不同其差異非常明顯。很難給用于塑料工業(yè)的滑?石粉提出統(tǒng)一、具體的標(biāo)準(zhǔn)??偟脑瓌t塑料特性是:盡量使用粒度均勻的純滑石產(chǎn)品,產(chǎn)品也并不是越細(xì)越好,要根據(jù)產(chǎn)品要求和特點(diǎn)來進(jìn)行選擇?;系膩碓幢仨毞€(wěn)定出礦點(diǎn),產(chǎn)品的品位,特別是粒度分布,濕白度、色相必須穩(wěn)定和延續(xù)。鑒于滑石礦的多樣性,要使產(chǎn)品取得最佳效果還是需要生產(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:純凈度、白度、分子形狀結(jié)構(gòu)(即片度)、細(xì)度,或者粒徑?。
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,這是非常不準(zhǔn)確的說法。?
一、純凈度
純凈度是指產(chǎn)品的滑石成份的含量。自然界和工業(yè)生產(chǎn)中滑石都含有雜質(zhì),工業(yè)中100%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)及其他特定的效果就越好。研究表明:滑石中的某些雜質(zhì)含量,不僅僅降低其純凈度,對(duì)最終產(chǎn)品的性能有非常明顯的影響。滑石中的碳酸鹽,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%,是世界上最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)資或大型私營(yíng)企業(yè)外,需求較少。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的滑石產(chǎn)品中純滑石的含量在20-98%之間波動(dòng)。滑石含量低的產(chǎn)品對(duì)分子化合物塑料的加強(qiáng)效果十分有限,主要起一般填料的填充作用。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,從而影響塑料的耐久性等。
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中作加強(qiáng)填料,最好燒失量在5%以下。
二、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。世界上計(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絕對(duì)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。這里所說的濕白度是滑石粉粉末加入數(shù)量適宜的DMP(鄰苯二甲酸二甲脂)后均相后測(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,保持顏色的純結(jié)白是十分重要的?;囊粋€(gè)缺點(diǎn)是混煉后會(huì)使分子化合物塑料的顏色或多或少地變暗,這是限制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*的絕對(duì)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。以前,這些地方出產(chǎn)的礦物主要以出口為主,國(guó)內(nèi)需求量不大,目前情況有變。???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┎粦?yīng)求,價(jià)格也提升得很快。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)進(jìn)一步加劇。由于資源的不可再生性,世界范圍內(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,以保存優(yōu)質(zhì)資源。其實(shí),在許多應(yīng)用領(lǐng)域中,并不需要白滑石,所以使用白滑石其實(shí)是一種奢侈。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,最終產(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)高檔白滑石價(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,大家才開始轉(zhuǎn)變?nèi)A侈的思維及看法,從而選擇合適自己成本的滑石產(chǎn)品。
三、分子形狀結(jié)構(gòu)(即片度)
滑石對(duì)分子化合物塑料產(chǎn)品顯著的加強(qiáng)作用主要來自于其奇特的微觀片狀結(jié)構(gòu)。滑石粉的片狀結(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:
1、滑石的純凈度
2、粉體的加工工藝與技術(shù)
滑石中的雜質(zhì)都不具備片狀結(jié)構(gòu)?;郊儯s質(zhì)越少,片狀結(jié)構(gòu)越好。在對(duì)滑石微細(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。不合適的加工方法和加工工藝甚至?xí)茐钠淦瑺罱Y(jié)構(gòu)。目前微細(xì)滑石粉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。粗目數(shù)的生產(chǎn)方法就多了,但是不適合于高端塑料行業(yè)之應(yīng)用。
四、細(xì)度
微細(xì)化、納米化是滑石產(chǎn)品的發(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術(shù)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:
1、八十年代分子化合物塑料工業(yè)使用的是325-800目的產(chǎn)品;
2、九十年代使用的是800-1500目的產(chǎn)品;
3、?2000年以后以1250-3000目產(chǎn)品為主;
4、目前3000-6000目產(chǎn)品已經(jīng)開始生產(chǎn)及使用.
評(píng)價(jià)一個(gè)滑石產(chǎn)品的粒度優(yōu)劣不能僅憑平均粒度一個(gè)指標(biāo)。其實(shí),評(píng)價(jià)一個(gè)滑石產(chǎn)品優(yōu)劣至少有以下兩個(gè)指標(biāo)可能參考。
1、?D50?
2、?D97(或D100)
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。在滑石粉的高端產(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,可想而知,雖然看似簡(jiǎn)單的滑石生產(chǎn),其實(shí)真正考驗(yàn)的還是設(shè)備和操作技術(shù)。
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?jī)H有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,國(guó)外已經(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,有利于存儲(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、減少環(huán)境污染、提高下游產(chǎn)品生產(chǎn)效率的作用也愈來愈大。所以,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)也有越來越多有實(shí)力、有想法的生產(chǎn)企業(yè)投入到滑石粉的環(huán)保生產(chǎn)與儲(chǔ)運(yùn)中去。