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滑石粉及其在塑料中的应用


作者: 发布于:2018/11/13 9:53:30 点击量:

 滑石粉的主要成分是含水的矽酸镁,分子式为Mg3Si4O10(OH)2,属单斜晶系。滑石粉晶体呈假六方或菱形的片状,通常成致密的块状、叶片状、放射状、纤维状集合体。由于解理面上呈珍珠光泽,因而具有润滑性、耐火性、抗酸性、绝缘性、化学性不活泼、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性。在塑料、橡胶、涂料、化妆品等领域得到了广泛的应用。特别是滑石的结晶构造是呈层状的,具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性,折射率与聚烯烃接近,在塑料中应用表现出良好的加工流动性、透明性、高光泽性,可赋予塑料制品表面光亮度、刚性、热变形温度、抗蠕变性能,同时改善及缩短制品生产周期,节省树脂用量,降低生产成本。

为了实现滑石粉在塑料中良好的分散应用,通常需要对滑石粉进行表面有机化处理。如通过表面活性剂或偶联剂使滑石粉粒子表面由亲水变为疏水,使粒子与聚合物的相容性得以改善。这种研究的机理基本成熟,其主要机理是针对滑石粉与聚合物亲和力不高的缺点,将带有两性基团的表面活性剂覆盖粒子上,亲水基团朝向粒子表面,亲油基团朝向外面,这样与聚合物结合时就有好的相容性,达到改性目的,如中国发明专利CN102134405A公开了一种填充聚丙烯用超细滑石粉的制备方法,通过对滑石粉加水,配制成分散液,加入偶联剂进行湿法研磨,烘干制得填充聚丙烯用超细滑石粉;中国发明专利CN103146074A公开了一种高强度滑石粉改性聚丙烯塑料,将20-40份的滑石粉偶联处理后用于聚丙烯的增强,可提高力学性能;中国发明专利申请号201110007064.0公开了一种核壳型滑石粉-聚丙烯复合材料制备方法,该方法先将滑石粉与偶联剂进行混合活化,然后加入甲苯和催化剂,通丙烯气进行聚合反应,使滑石粉材料表面被聚丙烯均匀覆盖。

鉴于上述,将滑石粉通过偶联、包覆可显著提升滑石粉在塑料中的应用。但由于滑石粉颗粒的层状结构极易在外力作用下剥离,不断出现新鲜表面,给表面有机化处理带来难度,特别是在塑料加工中,由于存在加热、剪切,在高于200℃加热条件下,滑石粉表面的活性剂、偶联剂极易挥发、脱落,从而导致包覆在滑石粉表面的树脂脱落失效。这种缺陷直接导致滑石粉以高添加量用于塑料时对塑料制品的力学性能造成影响。

在塑料领域滑石粉的热塑加工性主要是依靠滑石粉表面裹覆的润滑剂、偶联剂、树脂等来获得。但随着塑料加工中高温高剪切,裹覆在滑石粉表面的材料因极性、连接性等变化而脱落,直接导致滑石粉与塑料的连接性和相容性降低,力学性能急速下滑,这也是目前滑石粉不能以高添加量用于塑料的主要原因。

 

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