塑料填充劑的基本要求和特性有哪些?
填充劑的種類繁多,本文隻對通常生産塑料制品的原料是采用純樹脂,如PE、PP、abs等直接加工成型的填充材料作一簡述。
随着科技發展,人們對塑料制品材料性能提出更高的要求,因此,通過在純樹脂中添加其它材料如非金屬、金屬或有機材料,可以提升塑料樹脂的各類性能,以達到所需要的技術指标或者提高性價比。
1、填充劑的定義
ASTM(美國材料試驗學會)把填充劑定義為“為改進強度和各種性質,或者為降低成本而在塑料中添加的較為惰性的物質。”因此,塑料的填料往往選擇非金屬礦物。他們泛指由地質作用所形成的,一般為結晶态的天然非金屬化合物或單質,具有均勻且相對固定的化學成份和确定的晶體結構;在一定物理化學條件下保持穩定,是組成岩石和礦石的基本單元。一般為無機物,有時也包括礦物燃料如煤。顧名思義,塑料用非金屬礦物填料通常可認為是大自然中存在被人工開采、加工利用具有上述定義性質的并被添加在塑料中的非金屬礦物材料,通常被制成粉體。
2、基本特性
(1) 化學上呈惰性;
(2) 對耐水性、耐化學藥品性、耐候性、耐熱性等無妨礙;
(3) 不降低物理性能;
(4) 可以大量填充;
(5) 相對密度小;
(6) 價廉。
3、填充劑的基本要求
(1)化學性質穩定,相對純度高,雜質含量低;
(2)顔色盡量為白色或透明,不含鐵等易加熱變黃的雜質;
(3)不對塑料制品的理化性能指标産生嚴重損害;
(4)容易分散和混合,粒度适當;
(5)吸油值相對較低,對加工性無大影響;
(6)有合适的晶型結構;
(7)莫氏硬度的匹配性高;
(8)與樹脂相比有相對便宜的價格和良好的相容性。
4、填充劑的分類
(1)根據其來源通常分為礦物性、植物性填料和工業性填充劑。後者可分為合成型和廢渣型。
(2)根據其形狀分為粉末狀、球狀、片狀、柱狀、針狀及纖維狀填充劑。
(3)根據其效能分為增量型、補強型及功能型填充劑。
(4)根據其化學組成分為無機填充劑和有機填充劑。
(5)将塑料中應用較多的填充劑按化學成份進行分類如下:
A:氧化物:二氧化矽、矽藻土、氧化鋁、二氧化钛、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、三氧化二銻、高鐵酸鋇、高鐵酸锶、氧化铍、氧化鋁纖維。
B:氫氧化物:氫氧化鋁、氫氧化鎂、鹽基性碳酸鎂。
C:碳酸鹽:碳酸鈣碳酸鎂、白雲石、堿式碳酸納鋁。
D:(亞)硫酸鹽:硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸铵、亞硫酸鈣。
E:矽酸鹽:滑石粉、粘土、雲母、石棉、矽酸鈣、蒙脫土、膨潤土、玻璃微珠、玻纖。
F:碳素:炭黑、石墨、碳素中空球、碳纖維。
G:其它:硼酸鋅、硼酸鈣、硼酸納、偏硼酸鋇、钛酸鉀。
有機物:木粉、竹粉、稻草、麥杆、花生殼、澱粉、布、紙、紙漿、人造纖維、合成纖維等。
5、廣東啟辰新材料之塑料專用填充粉的主要特點
一、“矽微粉系統塑料增強粉”,是專門用于提高各類塑料功能的綠色填充料。具有超白、超細、超純、中徑矩型及粒均的特點,改善硬度、強度、抗撕裂、阻燃性、耐候性及改善質感,并做到更高的填充量(10-60%),性價比高。
(1)高白、高強、高硬、中徑矩型及粒均;
(2)改善硬度、強度、抗撕裂、阻燃性、耐候性及改善質感;
(3)粒徑分布集中,100%沒有“緻命大顆粒”,穩定性高,對設備磨損程度低;
(4)Fe和重金屬含量極低,綠色環保新型材料;
(5)與各種塑料、助劑相容性好,不破壞其它助劑功能;
(6)性價比高,完全或部分代替進口同類産品;
(7)應用領域:各種功能塑料母粒或功能塑料産品。
二、“ST爽滑粉”是廣東啟辰在粉體應用的又一重大突破,是應用到PVC壓延膜的全新功能性粉體,同時填補了PVC透明膜材粉體應用的空白,直接當塑料樹脂粉使用。
ST爽滑粉,質量穩定,與PVC樹脂相容性極好,滿足生産工藝跨度極大,适合各種配方産品的使用,同時符合歐盟、美國、日本及國内環保及安全使用标準要求。
ST爽滑粉的核心競争力:穩定、高填充、低成本、手感爽滑飽滿、着墨、固墨不遷移、高低溫不泛白黃變、耐刮耐折、耐酸堿鹽霧等。
ST爽滑粉已成熟批量應用于:磨砂膜等,直接帶來PVC膜材功能倍數提升和成本直線下降400-600元/噸,為終端客戶創造前所未有的競争優勢。
三、“無機矽阻燃劑”主要是把具有阻燃性的無機矽元素以單質或化合物的形式添加到被阻燃的基材中,以物理分散狀态與高聚物充分混合,在氣相或凝聚相通過化學或物理變化起到阻燃作用。納米二氧化矽是一種無機矽系阻燃添加劑,當發生火災時,納米SiO2迅速形成Si-O-Si網狀結構,該結構具有抗氧化和耐火性,從而提高材料的阻燃性。
低熔點玻璃粉是一種新型功能性無公害阻燃材料,亦稱為陶瓷化粉,在無鹵無紅磷阻燃體系中最新研發成功的陶瓷化阻燃材料。該粉體為細微無毒無害白色粉末,是穩定的白色材料的基材原料。産品最大特點是低溫熔融,當溫度達到500℃後,産品持續受熱開始熔融成液體,形成了具有良好機械性能的陶瓷,從而提高了材料組合物在被動防火應用中的性能,發生火災時,氧化物與熔融玻璃粉形成陶瓷化,降低煙指數、發煙量、發熱量和一氧化碳的産生量,提升氧指數,改善滴落性能等,顯著提高材料阻燃性能。
四、“無水透明粉”是由天然透明非金屬礦經嚴格選礦、清洗、磨粉、浮選、提純、高純水處理及特殊幹燥等多道工藝加工而成的微粉。無水透明粉是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料。由于它具備高透明度、耐溫性好、耐酸堿腐蝕、高絕緣、低膨脹、化學性能穩定、硬度較大等優良的性能,被開始廣泛用于各種塑料領域。
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