塑料行业中滑石粉的应用

塑料行业中滑石粉的应用 滑石粉用途：用于聚丙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚脂类塑料的填料 和橡胶制品的防粘剂及填料。在很多行业和领域都要涉及到粉体，可以说粉体技术是支撑 高新技术的基础技术之一。所谓粉体技术包括两个方面，一是粉体粒子的设计和制造技术， 二是粉体的处理技术，即如何能够将粉体添加到其他的物质中，发挥它独特作用。超细目 滑石粉母料添加到塑料里，可显著提高塑料制品的刚性和耐蠕变性、硬度和耐表面划伤性、 耐热性和热变形温度，相当细度的滑石粉亦能提高塑料制品的冲击强度。并且添加后还具 有润滑作用，能起流动促进作用，提高塑料的加工工艺性。 一、在聚乙烯树脂中的应用： 滑石是天然硅酸镁，有四种粒型：纤维状、层状、针状和标准型（冻石型） 。但只有层 状在工业上得到应用。滑石的层状夹心状结构，每一层都有一定的抗水性和高度的化学惰 性，因此有良好的耐化学腐蚀性和滑动性。用它填充聚乙烯可作为工程塑料，有良好的耐 化学腐蚀性和流动性，可与 ABS、尼龙、聚碳酸脂竞争。用它填充聚乙烯能够提高以下性 能：提高韧度、挠曲模量和扭曲模量；提高挠曲强度；降低在常温和高温下下蠕变倾向； 提高热变温度及尺寸稳定性；改善变形和翘曲，同时亦有较低的热膨胀系数；改进导热性； 提高模塑件的表面硬度及光洁度；提高聚乙烯的机械强度。例如：用超细滑石粉（1250 目、 2500 目）母料填充注塑级高密度聚乙烯复合材料，除上述性能有明显改善外，该种复合材 料的拉伸强度增加，添加 10%时增加到最大值，添加 30%时仍能保持原强度，冲击强度稍 有增加。对于聚乙烯吹塑薄膜来说，填充超细滑石粉母料比其他填料好，易成型、工艺性 好。而且，该种薄膜可使氧气透过率降低 80%,特别适合包装含油食品,如花生米、蚕豆等, 长期保持不出油、不变质：该种薄膜可使水蒸气透过率降低 70%，具有很好的防潮性，很 适合作地下土工防潮布，也适用于包装如火腿、肉肠、乳酪等食品。 二、在聚丙烯树脂中的应用： 滑石粉常用于填充聚丙烯。滑石粉具有薄片构型的片状结构特征。因此粒度较细的滑 石粉可用作聚丙烯的补强填充剂。在聚丙烯的改性体系中，加入超细滑石粉母料不但能够 显著的提高聚丙烯制品的刚性、表面硬度、耐热蠕变性、电绝缘性、尺寸稳定性，还可以 提高聚丙烯的冲击强度。在聚丙烯中添加少量的滑石粉还能起到成核剂的作用，提高聚丙 烯的结晶性，从而使聚丙烯各项机械性能提高，又由于提高结晶性，细化晶粒，亦能提高 聚丙烯的透明性。填充 20%和 40%超细目滑石粉的聚丙烯复合材料，不论是在室温和高温 下，都能够显著提高聚丙烯的刚性和高温下的耐蠕变性能。例如：添加 40%的超细目滑石 粉母料的聚丙烯抗弯曲模量可从 16100kg/cm2 提高到 42000kg/cm2，热变形温度从 62 （1.82Mpa 力）提高到 88或从 121(0.45Mpa 力)提高到 147。用于电气元件，介电常 数由 1.9 提高到 2.4，耐电弧由马上熔融延长到 140 秒。因此，在汽车工业中，聚丙烯添加 滑石粉母粒的复合材料被用于风扇罩、加热器罩、导管、蓄电池防热板、流体泵件等；在 飞机工业中，用于冰箱门衬垫、加热器及真空泵罩、洗涤机搅拌器；在电气工业中，用于 注塑成型各种仪表壳体和电气元件等。 三、在 ABS 树脂中的应用： 用特种方法制造的超细滑石粉母料，添加到塑料中具有很好的分散性、均匀性。ABS 树脂是无定形聚合物，具有聚苯乙烯那样优良的成型加工性；它具有良好的抗冲击强度， 耐低温性能好，拉伸强度高耐蠕变性能好，承受 7Mpa 负荷而尺寸不起变化，因而多用它 注塑成型各种仪表、电视机、收录机、手机等的壳体，当然在其他领域如：纺织器材、电 气零件、汽车部件、飞机部件等的应用也非常广泛。然而，人们并不满足 ABS 现有的使用 性能，对 ABS 改性的研究广泛的开展，发表的有关资料也不算少。比如 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，不但强度高、韧性大 而且能够保持表面花纹的耐久性。这种共混材料加超细碳酸钙或超细滑石粉进行填充，能 够显著的提高共混材料的缺口冲击强度和耐撕裂强度，比如：添加超细碳酸钙 5-15%，缺 口冲击强度可提高 2-4 倍。由于 ABS 是无定型聚合物具有容纳较多填料的功能。添加超细 滑石粉母料，既能显著地提高 ABS 原存的性能，又能降低成本。 四、在聚苯乙烯树脂中的应用： 未改性的通用级聚苯乙烯是无定形聚合物，它硬而脆，但它具有良好的电性能、耐老 化性能和高的尺寸稳定性，缺点是脆性高，对环境应力开裂敏感。添加超细滑石粉母料能 够提高冲击韧性，调节流变性，扰曲模量显著提高，抗张屈服强度也有提高。例如：添加 40%超细滑石粉母料，扰曲模量从 23800kg/cm2 增加 58800kg/cm2，抗张度从 336kg/cm2 提高到 385kg/cm2。 五、在尼龙树脂中的应用 对尼龙（聚酰胺） ，在工业上特别注意利用这种塑料的韧性和耐磨性。尼龙一般是硬的， 类似角质，具有良好的耐磨性和高的尺寸稳定性。这些性能都可以通过填充剂或增强剂加 以进一步提高。PP66 的硬度、劲度、耐磨性和热变形温度在尼龙里是最高的； PP6 以其较 高的韧性著称；PP610 吸水性较低，从而尺寸稳定性也较高； PP11 冲击强度在尼龙里最高。 在各种填料中，层状结构的滑石粉能提高尼龙原有的好性能，改进耐磨性最为重要。与金 属相比未填充改性尼龙弹性模量低，拉伸和蠕变强度低，力学性能与温度有明显的依赖关 系，分子上含有吸水基因胺基，吸水率高，制品在使用时易吸水膨胀变形，加工成型时冷 却快结晶不完全，在使用时还在结晶，这就导致制品变形，甚至开裂。尼龙的上述缺点， 添加超细滑石粉母料能够有很大的改善，滑石粉有成核剂的作用，添加后能够提高尼龙的 结晶速率，增大结晶度；因此特别能够提高尼龙的韧度、机械强度、硬度、热稳定性、尺 寸稳定性，改进制品表面质量和变形行为，对于吸潮性、电性能和化学性能也有好的影响。 例如：用 2500 目滑石粉母料填充 PP6，性能如下表：机械性能未填充 PP6 填充 35%滑石 粉母料拉伸强度（Kg/Cm2 ） 690-790900 拉伸伸长(%)1004.3 扰曲强度（Kg/Cm2 ）10871470 奇曲强度（Kg/Cm2 ）2.610460000 热变形强度 0.48mpa()185-1902121.86mpa()68- 85183 六、在聚氯乙烯树脂中的应用： 用普通粉体填充聚氯乙烯已经非常普遍地在使用，如制造硬聚氯乙烯管材，填充量达 到 40%，但是聚氯乙烯的抗张强度和冲击强度都要降低，比如文献介绍：在 100 份聚氯乙 烯中添加粉体，添加到 7.3 体积份数时，抗张强度从 252kg/cm2 降低到 215kg/cm2；添加到 13.5 体积份数时抗张强度数从 252kg/cm2 降低 204kg/cm2；添加到 35 体积份数时，抗张强 度降低到 150kg/cm2；但是，如果将添加的粉体颗粒变小（如 5 微米，2500 目） ，添加到 40-45%体积份数时，可以发现材料的屈服强度甚至高于原来的断裂强度，平均颗粒大小为 5 微米（2500 目）的薄片型滑石粉，甚至在高含量时，对聚氯乙烯体系也能显示增强作用。 对于冲击强度，添加超细滑石粉，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，对于扰曲模量，能够显著增加。但是，超细粉体对于添加增韧性剂的聚 氯乙烯体系，如 PVC/CPE、PVC/ABS 体系，则具有十分显著的补强作用。例如 PVC/ABS（=100/8）体系，添加超细碳酸钙，添 5 份时，材料的缺口冲击强度从 10kg/cm2 增加到 25kg/cm2，拉伸强度从 29kg/cm2 到 28kg/cm2，添加 10 份时，缺口冲击强度从 10kg/cm2 增加到 33kg/cm2，拉伸强度仍保持在 28kg/cm2 水平。 七、在其他树脂中的应用： 1、在含氟聚合物中如聚四氟乙烯，添加填充剂或增强剂能够改进蠕变强度、耐磨性、 韧度、导热性、