近期,環氧樹脂價格持續上漲,如脫韁的野馬,一騎絕塵,半年時間就翻了一倍:
2017年6月,1.4萬元/噸;
2017年10月,1.95萬元/噸;
2018年1月9日,液體環氧樹脂報價2.65萬元/噸,固體環氧樹脂價格2.12-2.18萬元/噸。
環氧樹脂是涂料、膠粘劑、電子電器封裝材料、工程塑料等行業的重要原料,其價格如此“囂張”,讓下游企業苦不堪言。那么,如何減少樹脂用量呢?
答案就是提高非金屬礦物粉體材料的填充比例,降低涂料、塑料中樹脂的用量,從而降低整體的生產成本。今天,粉體技術網就與大家分享提高非金屬礦物材料填充量的幾點經驗,以供參考!
1、降低非金屬礦物填料的吸油值
吸油值也稱樹脂吸附量,表示填充劑對樹脂吸收量的一種指數。在實際應用中,大多數填料用吸油值這個指標來大致預測填料對樹脂的需求量。填料吸油值大,樹脂消耗量增加,無形中提髙了成本。
圖1 粉體吸收油的兩種主要形態
吸油值的大小與粉體粒徑、形狀、分散與凝聚程度、比表面積及顆粒的表面性質有關。例如,圓柱型的比針狀吸油值高,而針狀粒子的吸油值比球狀粒子要高;比重越大的粉體,一般吸油值越低。
對于硅微粉來說,電子封裝對其粒徑的要求很高,故通過增大粒徑來降低比表面積從而降低吸油值的方式有一定的局限性,不過可通過向硅微粉成品中添加一定比例的微細粉來減少整個粉體系統的顆粒間隙,從而降低產品吸油值。另一方面是通過硅烷偶聯劑對硅微粉進行表面改性,這是降低硅微粉吸油值的主要手段。
對于輕質碳酸鈣來說,可通過添加晶型控制劑來控制碳酸鈣的晶型,進而控制其比表面積來降低吸油量;在輕質碳酸鈣中摻加適量的重質碳酸鈣也可降低其吸油量。
2、合理的粒度大小與粒度分布
非金屬礦物填料的細度并非越細越好,對于塑料、膠黏劑來說,要想最大限度的節約樹脂用量,就要使填料堆砌達到最大密度堆砌。
研究表明:選用特定的粒徑分布可獲得填料的最大密度堆砌體系,這種情況下使用的基體樹脂最少。相反,應用單一的粒徑得到最小密度堆砌體系,此時,復合材料中使用的基體樹脂最多。
填料堆砌過程中,最大顆粒的堆砌決定了體系的總體積。因此,非金屬礦物填料應保持合理的粒度大小與粒度分布,使較細顆粒填充到體系中較大顆粒之間的空隙中,從而獲得最大密度堆砌體系。
3、表面改性,提高填料與樹脂的相容性
大多數非金屬礦粉體填料都具有一定的酸堿性,其表面有親水基團并呈極性,容易吸附水分,與樹脂之間的相容性差,界面難以形成良好的黏結。必須要通過表面改性來改善填料和樹脂的相容性,增強二者的界面結合,從而在滿足產品指定性能的情況下最大限度的提高非金屬礦物填料的填充比例。
同時,表面改性也是降低粉體吸油值的重要手段。以碳酸鈣為例,改性劑一方面可以定向吸附在碳酸鈣表面,使其表面具有電荷特性,形成較穩定的吸附層。這種吸附層的存在,可以很大程度上降低碳酸鈣顆粒對溶劑的吸附量,吸油量降低,應用于塑料等材料中所需的增塑劑的量也就有所減少。
現代發展最為迅速的高分子材料就是以樹脂為基料的非金屬材料,而合成樹脂的原料是石油。通過提高非金屬礦物粉體材料在高分子中的填充比例,不僅可節約大量石油,還可降低材料成本,并賦予材料一定的特殊性能。
非金屬礦物粉體加工企業應與塑料、涂料、膠黏劑等下游用戶建立良好的溝通聯系,不僅要提高非金屬礦物粉體材料的填充比例,更要賦予材料更多的特殊性能和功能,實現高附加值利用。
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