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塑料行業中滑石粉的應用

作者:河北平鄉縣欣豐塑料有限公司 來源:http://www.dlynk.com 發表時間:[2017-10-12]

    滑石粉用途:用于聚丙烯、尼龍、聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚脂類塑料的填料和橡膠制品的防粘劑及填料。在很多行業和領域都要涉及到粉體,可以說粉體技術是支撐高新技術的基礎技術之一。所謂粉體技術包括兩個方面,一是粉體粒子的設計和制造技術,二是粉體的處理技術,即如何能夠將粉體添加到其他的物質中,發揮它獨特作用。超細目滑石粉母料添加到塑料里,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,相當細度的滑石粉亦能提高塑料制品的沖擊強度。并且添加后還具有潤滑作用,能起流動促進作用,提高塑料的加工工藝性。

一、在聚乙烯樹脂中的應用:

    滑石是天然硅酸鎂,有四種粒型:纖維狀、層狀、針狀和標準型(凍石型)。但只有層狀在工業上得到應用。滑石的層狀夾心狀結構,每一層都有一定的抗水性和高度的化學惰性,因此有良好的耐化學腐蝕性和滑動性。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定性;改善變形和翹曲,同時亦有較低的熱膨脹系數;改進導熱性;提高模塑件的表面硬度及光潔度;提高聚乙烯的機械強度。例如:用超細滑石粉(1250目、2500目)母料填充注塑級高密度聚乙烯復合材料,除上述性能有明顯改善外,該種復合材料的拉伸強度增加,添加10%時增加到最大值,添加30%時仍能保持原強度,沖擊強度稍有增加。對于聚乙烯吹塑薄膜來說,填充超細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: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,也適用于包裝如火腿、肉腸、乳酪等食品。

二、在聚丙烯樹脂中的應用:

    滑石粉常用于填充聚丙烯。滑石粉具有薄片構型的片狀結構特征。因此粒度較細的滑石粉可用作聚丙烯的補強填充劑。在聚丙烯的改性體系中,加入超細滑石粉母料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、尺寸穩定性,還可以提高聚丙烯的沖擊強度。在聚丙烯中添加少量的滑石粉還能起到成核劑的作用,提高聚丙烯的結晶性,從而使聚丙烯各項機械性能提高,又由于提高結晶性,細化晶粒,亦能提高聚丙烯的透明性。填充20%和40%超細目滑石粉的聚丙烯復合材料,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。例如:添加40%的超細目滑石粉母料的聚丙烯抗彎曲模量可從16100kg/cm2提高到42000kg/cm2,熱變形溫度從62℃(1.82Mpa力)提高到88℃或從121℃(0.45Mpa力)提高到147℃。用于電氣元件,介電常數由1.9提高到2.4,耐電弧由馬上熔融延長到140秒。因此,在汽車工業中,聚丙烯添加滑石粉母粒的復合材料被用于風扇罩、加熱器罩、導管、蓄電池防熱板、流體泵件等;在飛機工業中,用于冰箱門襯墊、加熱器及真空泵罩、洗滌機攪拌器;在電氣工業中,用于注塑成型各種儀表殼體和電氣元件等。

 三、在ABS樹脂中的應用:

    用特種方法制造的超細滑石粉母料,添加到塑料中具有很好的分散性、均勻性。ABS樹脂是無定形聚合物,具有聚苯乙烯那樣優良的成型加工性;它具有良好的抗沖擊強度,耐低溫性能好,拉伸強度高耐蠕變性能好,承受7Mpa負荷而尺寸不起變化,因而多用它注塑成型各種儀表、電視機、收錄機、手機等的殼體,當然在其他領域如:紡織器材、電氣零件、汽車部件、飛機部件等的應用也非常廣泛。然而,人們并不滿足ABS現有的使用性能,對ABS改性的研究廣泛的開展,發表的有關資料也不算少。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碳酸鈣或超細滑石粉進行填充,能夠顯著的提高共混材料的缺口沖擊強度和耐撕裂強度,比如:添加超細碳酸鈣5-15%,缺口沖擊強度可提高2-4倍。由于ABS是無定型聚合物具有容納較多填料的功能。添加超細滑石粉母料,既能顯著地提高ABS原存的性能,又能降低成本。

    四、在聚苯乙烯樹脂中的應用:

    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定性,缺點是脆性高,對環境應力開裂敏感。添加超細滑石粉母料能夠提高沖擊韌性,調節流變性,擾曲模量顯著提高,抗張屈服強度也有提高。例如:添加40%超細滑石粉母料,擾曲模量從23800kg/cm2增加58800kg/cm2,抗張度從336kg/cm2提高到385kg/cm2。

    五、在尼龍樹脂中的應用

    對尼龍(聚酰胺),在工業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,具有良好的耐磨性和高的尺寸穩定性。這些性能都可以通過填充劑或增強劑加以進一步提高。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,從而尺寸穩定性也較高;PP11沖擊強度在尼龍里最高。在各種填料中,層狀結構的滑石粉能提高尼龍原有的好性能,改進耐磨性最為重要。與金屬相比未填充改性尼龍彈性模量低,拉伸和蠕變強度低,力學性能與溫度有明顯的依賴關系,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晶不完全,在使用時還在結晶,這就導致制品變形,甚至開裂。尼龍的上述缺點,添加超細滑石粉母料能夠有很大的改善,滑石粉有成核劑的作用,添加后能夠提高尼龍的結晶速率,增大結晶度;因此特別能夠提高尼龍的韌度、機械強度、硬度、熱穩定性、尺寸穩定性,改進制品表面質量和變形行為,對于吸潮性、電性能和化學性能也有好的影響。例如:用2500目滑石粉母料填充PP6,性能如下表:機械性能未填充PP6填充35%滑石粉母料拉伸強度(Kg/Cm2)690-790900拉伸伸長(%)1004.3擾曲強度(Kg/Cm2)10871470奇曲強度(Kg/Cm2)2.6×10460000熱變形強度0.48mpa(℃)185-1902121.86mpa(℃)68-85183

    六、在聚氯乙烯樹脂中的應用:

    用普通粉體填充聚氯乙烯已經非常普遍地在使用,如制造硬聚氯乙烯管材,填充量達到40%,但是聚氯乙烯的抗張強度和沖擊強度都要降低,比如文獻介紹:在100份聚氯乙烯中添加粉體,添加到7.3體積份數時,抗張強度從252kg/cm2降低到215kg/cm2;添加到13.5體積份數時抗張強度數從252kg/cm2降低204kg/cm2;添加到35體積份數時,抗張強度降低到150kg/cm2;但是,如果將添加的粉體顆粒變小(如5微米,2500目),添加到40-45%體積份數時,可以發現材料的屈服強度甚至高于原來的斷裂強度,平均顆粒大小為5微米(2500目)的薄片型滑石粉,甚至在高含量時,對聚氯乙烯體系也能顯示增強作用。對于沖擊強度,添加超細滑石粉,無缺口沖擊強度在15%重量份內基本上不降低,缺口沖擊強度有所降低,對于擾曲模量,能夠顯著增加。但是,超細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強作用。例如PVC/ABS(=100/8)體系,添加超細碳酸鈣,添5份時,材料的缺口沖擊強度從10kg/cm2增加到25kg/cm2,拉伸強度從29kg/cm2到28kg/cm2,添加10份時,缺口沖擊強度從10kg/cm2增加到33kg/cm2,拉伸強度仍保持在28kg/cm2水平。

    七、在其他樹脂中的應用:

    1、在含氟聚合物中如聚四氟乙烯,添加填充劑或增強劑能夠改進蠕變強度、耐磨性、韌度、導熱性、壓縮強度、硬度、蠕變傾向和在高溫下的熱變形性。

    2、在聚甲醛中添加填充劑,可以使其本身韌度進一步提高。

    3、在聚碳酸酯中添加超細目滑石粉母料,可以提高韌度。

    4、在聚苯硫醚中添加超細目滑石粉母料,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。 

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