滑石是一種天然含水鎂矽酸鹽礦物,具有層狀結構,硬度較低,化學穩定性好,顏色通常為白色或類白色。具有良好的絕緣性、耐熱性、耐化學腐蝕性。這些特性使得它在塑膠改質領域得到廣泛的應用,特別是在聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)方面。
超細滑石粉在聚丙烯(PP)的應用
在聚丙烯(PP)改質體系中,添加超細滑石粉,可大幅提升聚丙烯製品的剛性、表面硬度、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩定性、衝擊強度等。這是因為滑石的片狀結構在塑膠中形成了類似鋼筋混凝土的結構,從而增強了材料的機械性能。
超細滑石粉在PP中還可以作為成核劑,提高聚丙烯的結晶度,細化晶粒,進而提高聚丙烯的透明度。研究表明,添加20%和40%超細滑石粉的聚丙烯複合材料,無論在室溫或高溫下,都能顯著提高聚丙烯的剛性和抗蠕變性能。
在汽車工業中,添加滑石粉的聚丙烯主要用於汽車保險桿和儀表板,以及風扇罩、加熱器罩、管道、電池隔熱罩、流體泵部件等部件。在航空工業中,滑石改質聚丙烯用於冰箱門墊圈、加熱器和真空幫浦蓋、洗衣機攪拌器和其他零件。此外,在電氣工業中,滑石粉改質聚丙烯用於注塑各種儀器外殼、電器元件,在家電工業中用於注塑冰箱抽屜、洗衣機內筒等零件。
超細滑石粉在聚氯乙烯(PVC)的應用
在聚氯乙烯(PVC)中,超細滑石粉的應用也表現出明顯的增強效果。普通粉末填充聚氯乙烯已經非常普遍。例如在硬質聚氯乙烯管的製造中,碳酸鈣的填充量可達40%,但這會降低聚氯乙烯的拉伸強度和衝擊強度。但當添加平均粒徑5微米(即2000目)的滑石粉,且填充量達到體積的40-45%時,材料的屈服強度甚至高於原始的斷裂強度,對聚氯乙烯體係有明顯的增強作用。
對於聚氯乙烯的衝擊強度,添加超細滑石粉後,無缺口衝擊強度在15重量%以內基本不降低,缺口衝擊強度有所降低,但彎曲模量可明顯提高。超細滑石粉的添加還可以提高PVC薄膜的不透明度,使其更適合包裝和防潮用途。
滑石粉改質塑膠的作用機制及優勢
滑石粉的片狀結構不僅能在塑膠中起到增強作用,還能提高塑膠的尺寸穩定性。由於塑膠在加工使用過程中容易受到溫度、濕度等因素的影響,容易發生尺寸變化,而添加滑石粉可以降低塑膠的收縮率,提高尺寸穩定性。
此外,滑石粉的熔點較高,熱穩定性好,可在一定程度上提高塑膠的耐熱性。例如在聚乙烯(PE)中添加滑石粉,可以提高PE的維卡軟化溫度,使其在高溫環境下仍能保持良好的機械性能和尺寸穩定性。
滑石粉還具有成本優勢。與其他高性能填料相比,價格相對較低。因此在塑膠中添加適量的滑石粉,可以降低生產成本,提高產品的市場競爭力。