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超细硅灰石粉在工程塑料的工艺应用

    超细硅灰石粉填充复合材料在电子元件、封装材料、高性能橡塑制品、汽车壳体、模具以及光盘材料等领域中的应用。硅烷偶联剂改性硅灰石增强尼龙的填充量可达50%,冲击强提高了20多倍,并具有极低的吸湿率;超细改性高长经比硅灰石和碳纤维填充聚四氟乙烯树脂可制成耐用、不泄漏的自动密封圈体,应用在减压阀、蝶阀以及压缩机反
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超细硅灰石粉填充复合材料在电子元件、封装材料、高性能橡塑制品、汽车壳体、模具以及光盘材料等领域中的应用。硅烷偶联剂改性硅灰石增强尼龙的填充量可达50%,冲击强提高了20多倍,并具有极低的吸湿率;超细改性高长经比硅灰石和碳纤维填充聚四氟乙烯树脂可制成耐用、不泄漏的自动密封圈体,应用在减压阀、蝶阀以及压缩机反复轴中。

硅灰石粉应用.jpg

工程塑料采用超细硅灰石粉填充带来的好处如下:


一、提高弯曲强度 : 在PA中加入30%硅灰石,弯曲强度及弯曲模量明显提高。这主要是由于硅灰石的针状结构和刚性的特点,使其在片材、板材、薄膜、塑料制品等会有明显的技术优势。


二、提高拉伸强度 : 随着硅灰石含量的增加,拉伸强度在增加,据实验数据显示,硅灰石的目数越细,拉伸强度越好。


三、提高热变温度: 加入30%硅灰石,热变形温度从105℃提高到177℃,增幅高达70℃,对于注塑制品,如各类灯具、耐热零部件、电线电缆、薄膜、管材等,加入硅灰石,可大大提高耐热性。


四、改善耐摩性 : 硅灰石具有一种特殊的针状结构,物理机械性能独特,可大大增强了成品的耐摩擦性、耐热性。


五、提高稳定性 : PA、PP的收缩率在1-2%左右,而加入矿纤后,可明显降低收缩率,在精密注塑零部件和大型塑料制品制造加工过程中加入适量的矿纤,可有效地保持塑料制品的尺寸稳定性,还可缩短加工冷却周期。 


六、成型性好  : 无机材料粘度低,加工稳定性好,在树脂中加入一定量的无机材料,可有效降低加工粘度,改善生产工艺的稳定性,并有益制品的成型。


七、改善塑料制品外观 : 加入硅灰石,制品表面富于自然光泽,没有玻纤外露情况,还可解决材料收缩缺陷、翘曲、弯曲等问题。


八、改善吸水性能 : 硅灰石的性能稳定,吸水率低,对于类似尼龙的树脂,加入一定量的硅灰石,可有效降低塑料因吸水过高而导致产品物性下降,表面粗糙等现象。


九、降低生产成本 : 矿物纤维(硅灰石)来源丰富,价格优势明显,硅灰石在改善塑料制品性能的同时,可有效地降低生产成本。



超细硅灰石在塑料中的应用特点:


硅灰石属天然的硅酸钙(CaSiO3),呈浅白色针状结构,长径比(L/D)可达15/1,是塑料中纤维状的无机增强填料,具有极好的抗张强度和抗挠曲强度,并且具有特别好的耐湿性能。

硅灰石具有资源丰富、价格低廉等优势,是塑料增强改性的新的无机材料,虽然在塑料制品中受其白度和加工工艺等方面的制约,但随着它的特性逐渐被人们所认识,应用范围和用量会有较快的增长。

硅灰石需用特殊研磨和空气分离方法将精选过的矿石生产成所需的产品尺寸。主要用作塑料中的硅灰石,要求能保持起始晶体的长径比,并将晶体束拆开成单根的纤维。



硅灰石的物理性质

化学式

CaSiO3

熔点

1540

分子量

116

莫氏硬度

4.5

晶体结构

针状

颜色

浅白色

密度 g/cm3

2.9

pH 10%浆液

9.9

热膨胀系数 

6.5×106

水分含量 %

0.5

折光指数 %

1.63

在水中的溶解度 g/100mg

0.0095


超细硅灰石在塑料中的应用领域:


硅灰石可广泛用于PET、PA、PE、PP、ABS等树脂,它的许多性能与滑石、石棉和云母等无机粉体相类似,硅灰石作为塑料中的无机填料,应采用硅烷偶联剂进行表面活化改性处理,以提高或保证不同材料界面相容效果。

得注意的是硅灰石粉填充的材料吸水性显著降低,这个特点可以改进吸水性较强的尼龙制品在潮湿环境下因吸水而导致强度和模量下降的缺点。

硅灰石是较为完整的针状结构,可作为树脂的增强材料以改进塑料复合物的性能。硅灰石填充的聚合物体系的挠曲强度和抗张强度优于大多数其他填料填充的聚合物体系。在暴露于紫外光和水浸渍的条件下,硅灰石填充的体系有优异的性能。

硅灰石用于大型塑料管材、片材、薄膜、中空及注塑等产品中,可明显改善塑料制品拉伸强度、环刚度、挠曲性及收缩率等,还可提高耐热性和阻隔性,是塑料制品中新的无机改性材料品种之一。

超细硅灰石粉自身针状结晶的特点,用于大型波纹管材、板材、中空、吹塑、注塑等产品,可提高拉伸强度和抗压强度,得到用户认可。


超细硅灰石在改性PA6中的应用特性

检测项目

硅灰石含量

树脂

PA6

10%

20%

30%

拉伸强度 Mpa

69.8

73.2

80.0

65.4

断裂伸长率 %

14.2

9.61

5.62

64.5

弯曲强度 Mpa

108

113

127

90.2

弯曲模量 Mpa

2769

3422

4352

2577

悬缺冲击强度 kJ/m2

6.2

6.1

6.9

7.5

密度 g/cm3

1.2

1.26

1.34

1.14

模塑收缩率(纵) %

1.18

1.10

1.01

1.33

模塑收缩率(横) %

0.89

0.65

0.62

1.16

热变形温度 

132

138

177

105

超细硅灰石在改性PP中的应用特性

检测项目

硅灰石含量

PP

T30S

10%

20%

30%

拉伸强度 Mpa

27.9

27.8

27.1

32.4

断裂伸长率 %

61.6

69.8

75.2

27.5

弯曲强度 Mpa

39.1

40.6

38.3

36.7

弯曲模量 Mpa

1366

1596

1907

929

悬缺冲击强度 kJ/m2

6.2

6.9

5.9

4.4

密度 g/cm3

0.95

1.01

1.11

0.91

模塑收缩率(纵) %

1.30

1.12

1.01

1.86

模塑收缩率(横) %

1.11

0.97

0.79

1.72

热变形温度 

98.3

106

109

93

 


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