滑石粉的特性以及在塑料中的應用

　　我國滑石粉生產加工企業超過千家，但能生產完全合格的分子化合物塑料用滑石粉的企業不超過10家。能生產基本合格產品的企業不超過15家。 我國目前比較有實力的生產企業把主要精力放在出口產品的生產，嚴重忽略了國內不斷增長的需求。國內分子化合物塑料工業使用的滑石粉很大一部分來自中小企業，和非正規 企業。這使得產品質量很難得到保證。同時值得一提的是，國內一些用于科學研究的滑石粉的來歷不確定性也很大，這使得其研究結論的可信度大大降低。

　　滑石對分子化合物塑料具有顯著的加強效果，但并不是所有滑石產物都有加強效果。加強效果隨著產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的滑 石粉提出統一、具體的標準。總的原則塑料特性是：盡量使用粒度相適應的純滑石產品，產品并沒必要越細越好。滑石原料來源必須穩定，產品的品位，出格是粒度分布，濕白度、色相必須穩定和連續。鑒于滑石礦的多樣性，取得效果還是需要生產廠家的技術支持的。具體選擇產品時，至少應考慮滑石本身的"四度"，即：

　　l 純凈度

　　l 白度

　　l 片度

　　l 細度

　　一般地講，評價一種滑石產品的優劣，至少要考慮以上4個方面的因素。僅以一個指標判斷質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品的質量，這是十分值得商榷的。

　　純凈度

　　純凈度是指產品的滑石成份含量。自然界和工業生產中滑石都含有雜質，工業中的純滑石產品是不可能存在。毫無疑問，滑石純凈度越高，其加強的效果越好。研究表明：滑石中的某些雜質特性，不僅僅降低純凈度，對終產品的性能有非常明顯的影響。滑石中的碳酸鹽，金屬鐵和重金屬對分子化合物塑料的抗老化性，熱穩定性有十分不良的影響。綠泥石含量對抗老化性，熱穩定性的影響不大。我國白滑石都屬于碳酸鹽-滑石型，因此應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分子化合物塑料級滑石粉。 遼寧、山東、廣西的主要滑石礦床的產品純凈度都比較高，經過篩選后純凈度可達到96-98%，是上適宜做改性分子化合物塑料的滑石原料。但各個地域，同一地域不同廠家的產品中碳酸鹽，金屬鐵和和重金屬還是有很大的區別。目前這部分高純度礦物大部分供出口，國內除一些合資和獨資企業外，需求較少。國內市場的滑石產品中滑石的含量在20-98%之間波動。滑石含量低的產品對分子化合物塑料的加強效果十分有限，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，會引起分子化合物塑料產品的抗老化性，熱穩定性都較差。

　　對滑石純凈度的辨別，用于科學研究的建議使用XRD+物相分析，偏差在5%以內。生產中一般可通過檢測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%的產品才比較適宜用于分子化合物塑料作加強填料，好燒失量在6.5%以下。

　　白度

　　滑石檢驗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，可用藍光白度R457、Y、L*、甘茨塑料特性白度、亨特白度來表述。上計算白度的公式不下于百種，非金屬礦輕工行業經常使用的公式也不下于10種。使用不同儀器，不同計算方法得到的結果也會不同。國標GB/T 5950 劃定了滑石白度的測量方法和計算公式。本標準采用GB3977劃定的國際照明委員會(CIE)1964增補標準色度體系和標準照明體 D65，以三常刺激值和色品坐標計算白度;采用GB7921劃定的CIE LAB均勻色空間，以明度指數和色品指數計算表示色調、彩度和色差。方法為：當光譜反射比均為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，采用本標準劃定的條件，測出試樣的三非常刺激值，再用所劃定的公式計算白度，并可計算試樣的色調角、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量適宜的DMP(鄰二甲酸二甲脂)后測得的白度。

　　對同一原料來說，粒度越細，白度越高。水分越高，白度越低。雖然白度的高低對產品的物理性能沒有什么影響，但對淺色產品來說，保持顏色的純潔十分重要的。滑石的一個缺點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用的一個重要因素。通過對干白度和濕白度的測量和對比，能定性地反應滑石使分子化合物塑料制品變暗的幅度。濕白度低的產品，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使用的滑石粉主要存在濕白度和色相，Y、 L* 應盡量高，而a*、b*的值應盡量小。

　　我國遼寧、山東、廣西的主要滑石礦床的部分產物的濕白度可以達到70%以上。這部分產物以出口為主，國內需求量不大。

　　白滑石當然好，但價格也高。近年來中國白滑石因為供不該求，價格提升得很快。隨著分子化合物塑料工業對滑石需求的進一步增長，供不應求的局面還會 加劇。范圍內白滑石稀缺不是暫時的，供不應求將是以后長期的局面，沒有發生逆轉的可能。因此，在可能的情況下，應盡量使用低白度滑石。其實，在許多應用領域中，并不需要白滑石。使用白滑石其實是一種華侈。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別。試驗表明，滑石的濕白度每提高1度，終產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。以前因為中國白滑石價格過低，很多用戶并未過多考慮使用適當品級白滑石，而是越白越好。隨著白滑石價格的進一步提高，有必要轉變華侈的思維及看法。

　　片度

　　滑石對分子化合物塑料產品顯著的加強效用主要來自于其奇特的微觀片狀結構。滑石粉的片狀結構越完整，其加強效果越明顯。影響產物片狀的兩個主要因素是：

　　l 滑石純凈度

　　l 粉體的加工要領和技能

　　滑石中的雜質都不具備片狀結構。滑石越純，雜質越少，片狀結構越好。在對產物微細化的加工過程中，采用不同的加工方法，產品的片狀結構保持情況也不相同。不恰當的要領和加工工藝甚至會粉碎其片狀結構。目前微細目滑石主要采用氣流粉碎技術，有對沖法和旋流法兩種加工工藝。

　　細度

　　微細化是滑石產品發展趨勢，產品越細，其加強效果越好，但同時粒子的表面能增大，容易團聚，分離困難，價格也高。因此需要按照自身的技能水平和現實需要來選擇適當細度的產品，并沒必要越細越好。分子化合物塑料工業使用的滑石粉細度變化趨勢如下：

　　l 八十年代分子化合物塑料工業使用的是325-800目產品

　　l 九十年代使用的是1250-1500目產品

　　l 2000年以后以2000-3000目產品為主

　　l 目前3000-4000目產品已經開始生產及使用

　　對一個滑石產品粒度優劣的評價不僅憑平均粒度一個指標。評價一個產品優劣至少有以下兩個指標。

　　1、 D50

　　2、 D100(或D98)

　　這兩個指標缺一不可。 產品愈來愈細的同時，人們對微細目滑石粉碎后的微觀形狀，粒度分布(PSD)提出了更高的要求。評價PSD的主要指標由以前的D50轉向D97，D98 直至現在的D100。同時對DSP的重現性要求更加嚴格。評價一種產品時，其平均粒徑不單要符合要求，更重要的是粒度分布應盡量窄，大顆粒盡量少。產品要盡量做到每一批次的粒度分布都相同，這在生產實踐中難度是非常大的。在滑石粉的產品中，控制粒度分布，粗顆粒的數量是一個非常關鍵的技術，這既需要有高效率、高精密度、可靠的分級設備，又需要具備豐富的操作 經驗和對設備的維護能力。國內掌握比較成熟粒度控制技術的企業只有6-7家。

　　粒度分布可采用粒度分布儀測量，有激光法和沉降法。但生產實踐中大多采用篩分法來檢測粗顆粒的多少。

　　滑石粉因為其本身的片狀結構，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。這使得生產時粉塵污染嚴重、混料困難、成本提高、生產效率降低。而且遠距離供貨的運輸成本非常高。

　　針對以上問題，外國已經開發出了滑石粉的壓縮技術和造粒技術，通過壓縮使得滑石粉體積密度大大提高，如1250目產品的體積密度達到0.8-0.9;造粒就是把粉狀滑石粉轉化為顆粒狀，進一步提高體積密度，使生產過程無粉塵化，同時降低了運輸和包裝費用，利于存儲。以后滑石粉的加工將朝著微細化方向發展，市場需要更細的特性滑石粉。壓縮與造粒技術對降低產品運輸成本、減少污染、提高下游產品生產效率的作用愈來愈大。

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