滑石粉在塑料行業的應用

2022-12-31 04:03:06 字數 3556 閱讀 6167

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製造技術,二是粉體的處理技術,即如何能夠將粉體新增到其他的物質中,發揮它獨特作用。超細目滑石粉母料新增到塑料裡,可顯著提高塑料製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製品的衝擊強度。

並且新增後還具有潤滑作用,能起流動促進作用,提高塑料的加工工藝性。

一、在聚丙烯樹脂中的應用:

滑石粉常用於填充聚丙烯。滑石粉具有薄片構型的片狀結構特徵。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製品的剛性、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衝擊強度。在聚丙烯中新增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效能提高,又由於提高結晶性,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複合材料,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效能。

例如:新增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℃。用於電氣元件,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****中,聚丙烯新增滑石粉母粒的複合材料被用於風扇罩、加熱器罩、導管、蓄電池防熱板、流體幫浦件等;在飛機工業中,用於冰箱門襯墊、加熱器及真空幫浦罩、洗滌機攪拌器;在電氣工業中,用於注塑成型各種儀表殼體和電氣元件等。

二、在聚乙烯樹脂中的應用:

滑石是天然矽酸鎂,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效能:

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係數;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複合材料,除上述效能有明顯改善外,該種複合材料的拉伸強度增加,新增10%時增加到最大值,新增30%時仍能保持原強度,衝擊強度稍有增加。

對於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,如花生公尺、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,也適用於包裝如火腿、肉腸、乳酪等食品。

三、在abs樹脂中的應用:

用特種方法製造的超細滑石粉母料,新增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;它具有良好的抗衝擊強度,耐低溫效能好,拉伸強度高耐蠕變效能好,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,人們並不滿足abs現有的使用效能,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共混製造的汽車儀板吸塑片、abs與pvc共混製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衝擊強度和耐撕裂強度,比如:新增超細碳酸鈣5-15%,缺口衝擊強度可提高2-4倍。

由於abs是無定型聚合物具有容納較多填料的功能。新增超細滑石粉母料,既能顯著地提高abs原存的效能,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,但它具有良好的電效能、耐老化效能和高的尺寸穩定性,缺點是脆性高,對環境應力開裂敏感。新增超細滑石粉母料能夠提高衝擊韌性,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:

新增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(聚醯胺),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。這些效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裡是最高的;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衝擊強度在尼龍裡最高。在各種填料中,層狀結構的滑石粉能提高尼龍原有的好效能,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,力學效能與溫度有明顯的依賴關係,分子上含有吸水基因胺基,吸水率高,製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,這就導致製品變形,甚至開裂。

尼龍的上述缺點,新增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,新增後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,改進製品表面質量和變形行為,對於吸潮性、電效能和化學效能也有好的影響。例如:用2500目滑石粉母料填充pp6,效能如下表:

機械效能未填充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,如製造硬聚氯乙烯管材,填充量達到40%,但是聚氯乙烯的抗張強度和衝擊強度都要降低,比如文獻介紹:在100份聚氯乙烯中新增粉體,新增到7.3體積份數時,抗張強度從252kg/cm2降低到215kg/cm2;

新增到13.5體積份數時抗張強度數從252kg/cm2降低204kg/cm2;新增到35體積份數時,抗張強度降低到150kg/cm2;但是,如果將新增的粉體顆粒變小(如5微公尺,2500目),新增到40-45%體積份數時,可以發現材料的屈服強度甚至高於原來的斷裂強度,平均顆粒大小為5微公尺(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。對於衝擊強度,新增超細滑石粉,無缺口衝擊強度在15%重量份內基本上不降低,缺口衝擊強度有所降低,對於擾曲模量,能夠顯著增加。

但是,超細粉體對於新增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,新增超細碳酸鈣,添5份時,材料的缺口衝擊強度從10kg/cm2增加到25kg/cm2,拉伸強度從29kg/cm2到28kg/cm2,新增10份時,缺口衝擊強度從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,新增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、在聚甲醛中新增填充劑,可以使其本身韌度進一步提高。

3、在聚碳酸酯中新增超細目滑石粉母料,可以提高韌度。

4、在聚苯硫醚中新增超細目滑石粉母料,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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