中國粉體網訊 滑石粉是一種以硅酸鎂(3MgO·4SiO2·H2O)為主要成分的層狀硅酸鹽礦物,因其獨特的片狀結構、高剛性、耐熱性和化學穩定性,被廣泛應用于塑料改性領域。然而,滑石粉中可能存在的雜質成分(如含鈣化合物)會對其性能產生顯著影響。遼寧鑫達滑石集團作為中國滑石行業十強企業,其產品以高純度、低雜質著稱,礦區原料白度高且不含重金屬。本文聚焦滑石粉中的鈣元素,分析其來源、作用機制及對塑料應用的潛在影響。
一、遼寧鑫達滑石集團簡介
遼寧鑫達滑石集團有限公司成立于1995年,是一家集滑石開采、選別、研發、深加工、銷售為一體的企業集團。鑫達滑石集團位列中國滑石企業前五強,是中國滑石技術的研發中心,集團每年生產的高端滑石產品占全國滑石市場的15%。
集團擁有1座大型礦山和2座中型礦山,礦區的占地面積為17萬平方米。礦山的總儲量占全國總儲量的9.8%。鑫達集團的誠祥礦山受到政府支持,獲取的采礦資質是同行業的5倍。集團礦山是省級綠色礦山,取得國家級綠色礦山稱號。集團的三座礦山所產的滑石,具有天然高白度、純度好、片狀結構明顯、不含石棉和重金屬等優點。礦山擁有國內首家豎井提升系統,擁有大型機械化采礦設備、選礦設備,以提高稀有資源的綜合利用。
集團擁有三個工廠,總面積達16萬平方米,設計產能40萬噸。集團擁有眾多先進設備,可以保證供貨的可持續性,F在集團擁有智能自動上料系統,以保證配比和混料全自動化,減少產品指標波動;擁有全鏈條的密封管道風送,確保了產品不會受到二次污染;有全自動包裝生產線,能完成產品包裝的計量、剔除、計數、除塵、整形、噴碼、碼垛等自動化任務。
二、滑石粉與鑫達滑石粉
1、滑石粉
滑石粉是一種工業產品,為硅酸鎂鹽類礦物滑石族滑石,主要成分為含水硅酸鎂,經粉碎后,用鹽酸處理,水洗,干燥而成。常用于塑料類、紙類產品的填料,橡膠填料和橡膠制品防黏劑,高級油漆涂料等。
2、鑫達滑石粉
鑫達滑石集團所產滑石粉質量高,一方面是因為集團擁有的滑石礦山盛產優質白滑石、粉滑石,天然白度高,有明顯片狀結構;另一方面集團采用智能自動化生產。集團有智能自動原料上料系統;智能中控室控制;擁有國際領先氣流磨生產、先進分級和壓實設備、先進除鐵技術和全自動包裝封閉輸送?梢源_保滑石原料配比科學準確,減少指標波動,從而解決產品白度有高有低、色彩波動大等問題,對生產滑石粉的質量有所保證。
三、滑石粉中鈣的來源及其對塑料制品的影響
1、滑石粉中鈣的來源
(1)天然滑石中的鈣
滑石礦石在形成過程中可能伴生碳酸鈣(CaCO3)、白云石(CaMg(CO3)2)等含鈣礦物。這些雜質在加工過程中若未被有效分離,會以微量形式存在于滑石粉中,影響其純度。研究表明,滑石粉的純度與其增強效果直接相關,雜質含量超過一定閾值時,會顯著降低塑料制品的抗老化性和熱穩定性。
(2)與其他填料的協同作用
在塑料改性中,滑石粉常與碳酸鈣等含鈣填料混合使用以降低成本。然而,滑石粉自身的鈣雜質可能與其形成競爭關系。例如,碳酸鈣的立方或纖維狀結構可改善塑料的沖擊或拉伸性能,但過量鈣元素可能導致滑石粉的片狀結構分散不均,其增強效果被削弱。
2、滑石粉中鈣對塑料制品的影響
(1) 力學性能的權衡
滑石粉的增強作用源于其高徑厚比的片狀結構,可在塑料基體中形成網狀支撐,提升剛性、彎曲模量和抗蠕變性。但鈣雜質的存在可能破壞這種結構:
拉伸強度:鈣化合物(如碳酸鈣)的硬度較高(莫氏硬度3),與滑石粉(莫氏硬度1)混合時,可能導致局部應力集中,降低復合材料的拉伸強度。
沖擊韌性:鈣雜質可能干擾滑石粉與樹脂的界面結合,導致沖擊強度下降。實驗表明,未改性的滑石粉填充PP時,沖擊強度隨填充量增加而顯著降低。
(2)熱穩定性與抗老化性
鈣雜質對塑料的熱穩定性具有雙重影響:
負面影響:含鈣碳酸鹽在高溫下可能分解產生CO2,導致塑料制品內部形成氣孔,降低熱變形溫度。
正面作用:少量鈣元素可通過與樹脂中的酸性基團結合,延緩氧化降解。但這一效果需嚴格控制鈣含量,過量則加劇老化問題。
(3)加工性能與表面特性
鈣雜質可能影響滑石粉的流動性和分散性:
流動性:含鈣顆粒的形態不規則性會增加熔體黏度,導致擠出過程中扭矩升高,加工效率降低。
表面光澤:鈣雜質的折射率與樹脂差異較大,可能使塑料制品表面出現斑點或霧度,影響外觀。
四、鑫達集團滑石粉的鈣控制工藝
遼寧鑫達滑石集團通過以下技術手段有效控制鈣含量,優化產品性能:
1、原料優選與提純:依托遼寧海城優質滑石礦脈,采用浮選和磁選工藝去除碳酸鈣等雜質,確;兌取98%。
2、表面改性技術:通過硅烷偶聯劑或超分散劑處理,改善滑石粉與樹脂的界面相容性,減少鈣雜質對力學性能的負面影響。
3、粒度與形態調控:采用高溫斜切粉碎設備與剝片工藝,保持滑石粉的完整片狀結構,徑厚比達20:1以上,顯著增強效果。
五、結論與展望
滑石粉中的鈣元素主要通過雜質形式影響塑料應用,其負面作用顯著大于潛在益處。遼寧鑫達滑石集團通過高純度原料與先進加工技術,有效降低了鈣雜質含量,使其產品在汽車、家電等高端塑料領域展現出卓越性能。未來研究可進一步探索鈣元素與其他礦物的協同改性機制,開發低鈣高功能滑石粉產品,推動塑料工業的綠色化與高性能化發展。
(作者:曹心愚;單位:遼寧鑫達滑石集團有限公司;參考資料略)
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