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无水硫酸钙性质与应用简介

来源:磊鑫石膏 发布时间:2016-02-03 09:18:56 点击次数:883次

一、无水硫酸钙简介

无水硫酸钙是以二水硫酸钙作为原料,采用粉碎、煅烧、沉化、去杂等生产工艺流程生的无水硫酸钙纤维状单晶体,其生成的无水硫酸钙晶须具有完善的晶体结构、完整的外形、特定的横截面、稳定的尺寸,其平均长径比可达60。硫酸钙晶须同其它短纤维比较,有极高的机械强度, 且价格在晶须行业中最低,有其他晶须无可比拟的性能价格比,应用范围非常广泛。其基本性能如下: 密度(g/cm3)2.96;比表面积(m3/g)7;松散密度(g/cm3)0.1-0.4;长度(um)50-200;直径(um)0.2-4.0;熔点(℃): 1450;抗张强度(GPa)20.5;抗张模量(GPa)178;折光指数:1.585;水溶性(22ppm):<1200;白度:≥92;莫式强度:3-4

 

二、 无水硫酸钙应用优势及方向

2.1无水硫酸钙的优势

无水硫酸钙添加到下游制品中的优势, 是针对一般无机填料和玻璃纤维而言的。现在塑料、橡胶和许多化工制品,均采用填充无机填料以降低成本或提高相关性能;采用有机或无机纤维对材料基体起增强作用。其中无机填料主要有:硅灰石、白炭黑、碳酸钙粉、硫酸钙粉等;增强纤维主要有:碳纤维、玻璃纤维、硅灰石纤维和涤纶纤维等。无水硫酸钙集聚了无机填料和增强纤维的优势于一身,应用于制品中体现出优异的综合性能。 主要有以下几个方面:

(1) 在薄壁制品中添加的优势 抛开无水硫酸钙对薄壁制品其他性能的提高,单从薄壁制品加工的形状和尺寸的几何精度而言,无水硫酸钙较玻璃纤维极具优势。薄壁制品的形状和尺寸对添加纤维的尺寸有严格的要求,纤维的长度、直径和长径比,对薄壁制品的外观质量及薄壁制品注射流动性产生决定性的影响。长径比适中,长度和直径越小,对薄壁制品的质量影响就越小。无水硫酸钙晶须长度为50-200um,直径0.2-4um;而玻纤为长纤维, 即使短切玻纤也是以毫米作计量单位。对具体添加无水硫酸钙和玻璃纤维的制品,如聚四氟乙烯片材,从实测和感观都体现了添加无水硫酸钙的精细,而添加玻璃纤维在边、角地方有玻纤支出, 显得粗糙。

(2)尺寸稳定性好 无水硫酸钙添加到相关制品中,由于其尺寸、长径比及工艺的影响,其取向没有长纤维和短切纤维有规则,这在微观上改变制品的同时,而使制品显示各向同性。长纤维及短切玻纤在增强制品时,都是按近于同一方向(纵向)排列,这使纵向和横向性能产生了差异。表现在制品尺寸上,纵向和横向收缩率的差异较大,从而使制品在环境影响时发生挠曲和变形。这对于高精密的电子、家电零部件的质量产生极大的影响。而无水硫酸钙应用于制品中,纵向和横向收缩率差异较小,能保证制品尺寸和形状的精度。

(3)提高制品的表面光洁度 在电子、电器和日用生活品中,制品的表面光洁度,是人们所要求的质量指标之一。由于无水硫酸钙表现为纤维增强,虽长径比较大,但尺寸很小。在增强制品时不表现类似长纤维增强时所表现的粗糙、不平整、无光泽等现象。

(4)提高制品的耐热温度 无水硫酸钙具有无机填料的热均匀性,熔点为1450℃,在900℃时,仍保持其原有的机械性能。将其添加到制品中能显著地提高制品的耐热温度。如台湾奇美757的ABS料,基体热变形温度为84℃,无水硫酸钙增强后的热变形温度为90℃;纯PP粉对PP母粒,可通过加入无水硫酸钙增强,且将热变形温度从81.73℃提高到118.64℃。

(5)减少对设备的磨损 众所周知,利用玻璃纤维增强聚合物时,混合设备所受到的磨损相当严重,其主要原因为玻纤具有高的表面硬度和刚度。而无水硫酸钙对聚合物增强时却不会造成设备磨损,这是因为无水硫酸钙不仅表面硬度较低,更在于其微细的结构和具有好的流动性。

(6)增韧和增强 无水硫酸钙是一种短纤维,对制品有增强的性能。硫酸钙晶须添加到制品中时,采用不同规格的晶须和不同的添加工艺,能达到不同的增韧、增强效果。对增强PP而言,拉伸强度可达57.5MPa;对增韧PP而言,其缺口冲击强度可达162 J/M。

(7)降低磨耗 可替代石棉,作无石棉摩擦材料。

(8)提高模具的充满程度 在纤维增强压铸、浇铸成型时,添加无水硫酸钙比添加其他纤维有较好的流动性,能充满整个模具,使制品尺寸更加准确,提高成材率。

(9)提高介电性能 添加无水硫酸钙后可提高制品介电性能,从而可用于电子、电气及家电零部件。

(10)提高熔融指数 无水硫酸钙在添加到聚四氟乙烯,聚氨酯、PP、ABS时其熔融指数和基体相当,并且可根据具体要求进行调节。

(11)无毒 无水硫酸钙无毒,可用于食品的过滤。而玻璃纤维吸入肺中容易致癌。

(12)具有价格优势

2.2应用方向

根据无水硫酸钙的性能优势,其在应用有以下方向:

(1)用于增强PP、PA、ABS、PBT、PET、聚氨酯、硅橡胶和氟橡胶等橡塑产品。增强制品可广泛应用电子、电气、电器、机械、汽车,化工装置的零部件,提高其相关性能。

(2)用于过滤材料,利用晶须间隙和特殊处理后的表面活性,可广泛用作啤酒、饮料、果汁等的过滤。工艺简单,效率高,成本低。

(3)用于摩擦材料,可替代石棉,生产无石棉摩擦材料,以及用于耐磨性的对偶件。

(4)用于胶粘剂及密封胶。

(5)用于提高沥青的软化温度,制造难燃纸张和耐热传送带。

(6)用于轻质隔热材料和涂料、油漆等行业。

 

三、 国内外无水硫酸钙应用实例

3.1 无水硫酸钙应用于PBTPA66

3.2.无水硫酸钙在沥青中的应用

3.3.摩擦材料

3.4.其他应用

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