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廣源化工納米針狀硅灰石上市,有望成鈦白粉最有效替代品! |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2018-04-08 09:29:32 瀏覽次數: |
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硅灰石作為一種集眾多功能于一身的無機粉體材料,一直受到各界的廣泛關注,其天然的物理化學穩定性、高折射率及長纖維結構,注定了其不平凡的應用價值。特別是近兩年,在鈦白粉價格持續高漲的大背景下,硅灰石更是被放到了聚光燈之下,然而,由于國內硅灰石加工工藝水平的限制,硅灰石并未能實現業界寄予的厚望。
尋求鈦白粉替代品,可謂千呼萬喚始出來。2018年4月廣源化工研發中心經過兩年持之以恒的實驗室研究、小試、中試和工業化實驗后,兩款濕法納米針狀硅灰石GY4000和GY6000終于進入批量生產并投放市場。這兩款產品通過特殊工藝加工而成,擁有遠高于同類產品的遮蓋力,被譽為鈦白粉最有效的替代品,同時還兼具良好的機械補強性能。納米針狀硅灰石新產品的成功研制,不僅是對硅灰石行業的一次創新,同時,對促進下游應用領域的發展將是一個良好的契機。
GY系列納米針狀硅灰石SEM圖
1、工藝路線
作為天然的白色偏硅酸鹽礦物,硅灰石的折射率為1.63,要高于大多數白色礦物,再加上其良好的纖維結構,確保了其高遮蓋力這一特性,然而硅灰石發展至今,其高遮蓋力這一特性卻始終沒有得到很好的體現。眾所周知,國內目前硅灰石的生產工藝都是以雷蒙機、沖擊磨或者氣流磨等干法工藝為主,雖然可以較好的保持產品的纖維結構,但是卻很難實現硅灰石的超細化,這就使得硅灰石的性能無法得到最大化的發揮。
廣源化工從事硅灰石的生產已經有10余年的時間,在硅灰石的生產應用上積累了豐富的技術和經驗。在洞悉未來硅灰石的發展方向將集中在超細粉、高長徑比針狀粉、功能(改性)硅灰石粉等方向的發展之后,公司早在兩年前就已經對納米硅灰石的開發進行了立項研究,抽調研發骨干組成專項研發小組。為加快超細硅灰石粉體的研發進程,在與清華大學多年合作的契機下,加強校企相互間合作,多次組織研發人員赴清華大學進行交流學習,與此同時,清華團隊也多次到公司進行相關技術指導。在雙方的共同努力攻堅下,才確定了最終的工藝路線和產品定型,即選用江西新余當地優質的硅灰石精選資源,經干式研磨至一定的細度之后,添加一定量的表面活性劑配成合適濃度的漿料給入濕法研磨機內,通過對各項研磨參數進行相應的調整,在保持較高的長徑比的基礎上實現硅灰石的超微細化,最終得到納米針狀硅灰石粉。
2、產品特性
該產品在首先在原材料上進行嚴格把控,保證了產品具有較高的白度、較低的燒失量以及良好的纖維結構,同時經濕法研磨工藝生產的GY系列納米針狀硅灰石在實現了超細化之后,不僅長徑比得到了保護,還獲得了較高的比表面積。經試驗證明,納米針狀硅灰石表現出了非常出色的遮蓋性能,在涂料、塑料等領域應用,保證制品遮蓋力及力學性能不受影響的前提下,能夠很好的替代部分鈦白粉,有效的降低產品的生產成本。經濕法研磨的納米硅灰石其遮蓋力要高于包括煅燒高嶺土在內的其他無機粉體填料,是無機粉體填料中最接近鈦白粉的。
與此同時,由于納米針狀硅灰石具有較高的長徑比和較大的比表面積,在改性塑料和橡膠等領域的機械補強和耐磨方面也表現十分突出,是一款集高遮蓋和高補強于一身的功能型填料,并且硅灰石具有良好的耐熱性能,可有效提高塑料制品的耐高溫性和阻燃性。為了滿足不同應用領域的要求,除了GY4000和GY6000這兩款納米針狀硅灰石粉之余,還開發了以干法工藝制得的GY800、GY1250以及GY2000這三款高長徑比的常規產品,各項性能指標見下表所示:
3、產品應用
經干濕法工藝生產的GY系列超細針狀硅灰石粉,具有諸多優良特性,在遮蓋力、力學補強性、耐熱性、耐候性和耐磨性等方面都能表現優異,可廣泛應用于涂料、油漆、塑料改性、PVC壓延膜、橡膠、線纜、管材、摩擦材料等領域。
3.1 涂料、油漆
硅灰石高折光系數賦予了其良好的遮蓋性能,在不影響涂膜性能的前提下,試驗證明,在乳膠漆配方中,經濕法研磨的GY4000和GY6000,最多可實現替代50%的鈦白粉。同時硅灰石特有的針狀結構和物理化學穩定性,可有效提高涂料和油漆的耐洗刷、抗風化、涂膜的抗裂抗曲等機械強度以及耐腐蝕、耐候性和耐熱性,是建筑涂料、防腐涂料、防水和防火等涂料的功能型填料。
3.2 PVC壓延膜
經濕法研磨工藝生產的GY4000及GY6000型超細硅灰石針狀粉,具有良好的遮蓋性能及機械補強性能,應用于PVC壓延薄膜領域,在不影響制品的硬度計比重的前提下,可實現替代20-30%的鈦白粉,大大降低薄膜的生產成本,同時還可提高薄膜30%的拉伸強度。
3.3改性塑料
GY系列硅灰石具有穩定的物理化學性質,高白度,良好的纖維結構,能夠改善塑料制品的拉伸強度、彎曲強度等機械性能,提高制品的剛性、耐熱性及耐候性,是PP、PA、ABS等塑料制品的理想功能性填料。
3.4電線電纜
GY系列硅灰石具有高的長徑比及穩定的物理化學性質,在礦纜、管道線纜、電信線纜、船舶線纜等特種工程電線電纜領域表現優異,能夠賦予制品優良的拉伸強度和彎曲強度等機械性能,提高制品的剛性模量及在極端氣候條件下的耐熱及耐寒性能。
3.5橡膠
硅灰石填充到橡膠制品中,在保證膠料物性不變或者對膠料物性影響不大的前提下,可降低含膠率,同時使得膠料的耐磨性、耐老化和耐疲勞性等方面得到改善。其良好的耐酸堿性、耐腐蝕和耐候性,也常常應用于一些耐腐蝕的橡膠制品中。
3.6管材、異型材
GY系列硅灰石具有高的長徑比及穩定的物理化學性質,在電力管道,管件,波紋管、異型材等領域表現優異,能夠賦予制品優良的拉伸強度和彎曲強度等機械性能,能夠提高制品的剛性,同時良好的耐酸堿、耐腐蝕和耐候性能可以增加制品的使用壽命。
3.7膠粘劑
GY系列硅灰石具有穩定的物理化學性質,良好的纖維結構,應用于在膠粘劑中可有效提高膠的粘接力以及膠條的力學性能,其中濕法研磨工藝生產的GY-4000及GY-6000型超細硅灰石針狀粉具有高比表面積的特點,有效提高膠的觸變性,改善膠液的流淌性。
3.8其他
除了在以上領域的應用外,GY系列硅灰石還可應用于摩擦材料、木塑復合材料、復合發泡材料等應用領域,可顯著的降低制品的生產成本,提高產品性能。
4、廣源化工簡介
江西廣源化工有限責任公司創建于2003年10月,注冊資金8000萬元,占地面積800余畝,員工人數520余人。公司擁有江西永豐、廣東連州、遼寧海城、四川雅安四個生產基地,依托當地的優質非金屬礦資源,專業生產超細重質碳酸鈣、高檔微細滑石粉、濕法納米碳酸鈣、PVC活性專用鈣、硫酸鋇、硅灰石粉及各類表面處理非金屬礦粉體,產品廣泛應用于涂料、塑料、塑膠、造紙、PVC管材、油墨、電線電纜等行業。
目前廣源化工已形成年產150萬噸粉體加工生產能力,產品市場占有率連續三年位居榜首,2012年獲得“中國馳名商標”,2014年被中國無機鹽工業協會評定為全國重質碳酸鈣行業第一強企業,2015年被評為中國粉體行業(重質碳酸鈣)十大品牌企業,2016年中國塑料加工工業協會--聚苯乙烯擠出發泡板材專業委員會理事單位。
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