滑石工业中的白度有两种:狭义白度和广义白度。狭义白度是一般的白度定义,可用蓝光白度R457、Y、L*、甘茨白度和亨特白度来表示。广义白度包括干白度、湿白度和色相。所谓湿白度是在滑石粉中加入适量的DMP(邻苯二甲酸二甲酯)后测得的白度。
对于相同的原料,粒度越细,白度越高。水分含量越高,白度越低。虽然白度对产品的物理性能没有影响,但对于浅色产品来说,保持颜色的纯度是非常重要的。滑石粉的一个缺点是混合后塑料颜色变暗,这是限制滑石粉在塑料中广泛应用的一个重要因素。通过对干白度和湿白度的测量和比较,可以定性地反映滑石粉引起的塑料制品的变暗幅度。湿白度低的滑石粉使塑料颜色变得更暗。
值得注意的是,高干白度滑石的湿白度并不一定高。一般来说,只有高纯度和高白度的滑石才具有高湿白度,即颜色变暗的程度较小。塑料行业使用的滑石粉应主要关注湿白度和色相,Y、L*应尽量高,而a*、b*的绝对值应尽量小。
辽宁、山东和广西主要滑石矿的部分产品湿白度可达70%以上。这些产品以出口为主,国内需求小。白色滑石不错,但价格也很高。近年来,由于中国白滑石供应短缺,价格迅速上涨。随着塑料行业对滑石粉需求的进一步增长,供应短缺的局面将加剧。滑石粉在世界范围内的短缺不是暂时的。供应短缺将是未来的长期模式,不存在逆转的可能性。因此,应尽可能使用低白度滑石粉。
事实上,滑石粉在许多应用领域都不需要。使用白滑石实际上是一种浪费。例如,在深色塑料中,高白度滑石和低白度滑石之间没有任何区别。试验表明,当滑石粉的湿白度增加1度时,最终产品的白度仅增加0.2-0.3度。片面追求滑石的白度是毫无意义的。过去,由于中国高档白滑石的价格较低,许多用户没有过多考虑使用合适品级的白滑石,认为越白越好。随着滑石价格的进一步上涨,有必要改变浪费的观念。
滑石对塑料制品的显著增强作用主要来自其独特的微片状结构。滑石粉的片状结构越完整,其增强效果越明显。影响产品片状的两个主要因素是:滑石的纯度、粉体的加工工艺。
滑石中的杂质没有片状结构。滑石越纯,杂质越少,片状结构越好。在微细化加工产品的过程中,使用不同的方法,产品的片状结构保持情况也不同。不当的方法和操作条件甚至会破坏其片状结构。
目前,微细目滑石粉主要采用气流粉碎技术,包括对冲法和旋流法。例如,辽宁艾海采用旋流气流粉碎机,生产的微细目滑石粉的片状结构就得到了很好的保存。
微细化是滑石产品的发展趋势。产品越细,增强效果越好。同时,颗粒的表面能增加,易团聚,不易分散,价格昂贵。因此,我们需要根据自己的技术水平和实际需要选择适当细度的产品,并非越细越好。
对一个滑石产品粒度优劣的评价不能仅凭平均细度一个指标。评价一个产品优劣至少有以下两指标:D50和D100(或D98)。
产品越来越细的同时,人们对微细目滑石粉碎后的微观形状,粒度分布提出了更高的要求。评价粒度分布的主要指标由以前的D50转向D97、D98直至现在的D100。同时对粒度分布的重现性要求更加严格。评价一种产品时,其平均粒度不但要符合要求,更重要的是粒度分布应尽量窄,大颗粒尽量少。
产品要力争做到每一批次的粒度分布都相同,这在生产实践中难度是非常大的。在滑石粉的高端产品中,控制粒度分布,特别是粗颗粒的数量是一个非常关键的技术,这既需要有高效率、高精度、可靠的分级设备,又需要具备丰富的操作经验和设备的维护能力。国内掌握比较成熟粒度控制技术的企业只有6-7家。
粒度分布可采用粒度分布仪测量,有激光法和沉降法。但生产实践中大多采用筛分法来检测粗颗粒的多少。
值得注意的是,滑石粉由于其本身的片状结构,比表面积大,体积密度较小。325目滑石粉的体积密度为0.8-0.9g/cm3,1250目滑石粉却降到了0.25-0.3g/cm3,4000目仅有0.12g/cm3左右。这使使用时粉尘污染严重、混料困难、成本提高、产率下降。而且远距离供货的运费成本相当高。
针对以上问题,国外已开发成功了滑石粉的压缩技术和造粒技术,通过压缩使得滑石粉表观密度大大提高,如1250目产品的表观密度达到0.8-0.9g/cm3:造粒就是把粉状滑石粉转化为颗粒状,进一步提高表观密度,实现无粉尘化,同时降低了运输和包装费用,方便储存。今后滑石粉的加工朝着微细化方向发展,市场需要更细的滑石粉。压缩与造粒技术对降低产品运输成本、减少污染、提高下游产品产率的作用越来越大。