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滑石在部分工业中的应用研究进展
作者：李小丹 宁继鹏 吴海艳等 来源：《当代化工》2016年第02期
摘 要： 滑石的分子式是： Mg3Si4O10（OH）2，作为一种添加剂、改性剂和填料，化学性质稳定，机械性能良好，而且滑石具有质地柔软、磨耗低、光泽度高、吸油值小、透明性好等优点，且储量丰富，成本低廉，良好的化学稳定性和优异的物理特性得到了人们的认可，已广泛用于造纸、涂料、陶瓷、日化、塑料、橡胶、食品、医药等行业。滑石经过表面改性、复合改性等方法提高了其应用价值、扩展了其应用范围。综述了近年来滑石及改性滑石应用于造纸工业，塑料，陶瓷行业的研究及应用进展，并对滑石粉的发展方向和前景做出了展望，以期为相关研究提供借鉴和参考。
关 键 词：滑石；改性；造纸；塑料；陶瓷
中图分类号：TQ 623 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）02-0376-02 Research Progress of Application of Talcum Powder in Industry
LI Xiao-dan，NING Ji-peng，WU Hai-yan，ZHANG Jin-hui， YANG Shuang-chun，PAN Yi
（Liaoning Shihua University， Liaoning Fushun 113001，China）
Abstract： The molecular formula of talc is Mg3Si4O10（OH）2. As a kind of additive， modifier and filler， it has stable chemical property， and good mechanical property. So the talc has been widely applied in papermaking， coating， cosmetics and other industries. The talc application value can be improved and its applied range can be expanded through surface modification and
composite modification. In this paper， the newest research progress and application prospect of talc and modified talc were reviewed， and its development trend in the future was expected. Key words： Talc； Modification； Papermaking； Plastic
滑石是目前已知最软的硅酸盐矿物，其莫氏硬度标为1，软到可以用指甲在滑石上留下划痕。滑石一般为白色，略带青色或绿色，是其他矿物在地下发生长期的物理、化学变化而成的，属于一种“变质矿物”，通常由镁的岩石经变质而成。由碳酸镁构成的白云岩，在富含硅的高温热液作用下，主要成分就可能渐变成水合硅酸镁，即滑石。滑石内部的晶体结构非常松散，受摩擦很容易破碎。 因此滑石常磨成滑石粉，被广泛应用于各方面。滑石价格低廉，储量丰富，探明世界上滑石储量约8亿t，我国是世界上滑石的最大生产国、消费国和出口国，随着人们对各种物品性能要求不断提高，滑石粉在工业中应用领域和需求量也越来越大。本文综述了滑石粉在部分工业领域的相关研究、应用及发展情况。
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1 滑石在造纸业中的应用
滑石无味，无臭，在稀盐酸，稀氢氧化钠溶液和水中均不溶解，同时，滑石粉具有磨耗度低，白度高和润滑的特点，所以被广泛应用于造纸工业中。危志斌[1]等人对滑石在造纸工业中的应用做出了细致的研究。研究发现，磨细的滑石粉按在工业中不同方面的作用分为9类，其中的造纸级滑石粉最适用于造纸工业中。滑石粉的润滑特征提高了纸张的平滑度和改善操作性。而且还在东北地区发现了一种白度在90%以上，碳酸钙的含量约30%的天然滑石原料，可直接用于高质量，低定量新闻纸和胶印纸，并且取得了满意的结果。并指出，滑石粉在造纸工业中主要用于填料，树脂吸附剂，脱墨助剂和涂料颜料中。狄宏伟[2]等对滑石在颜料中的应用进行了探究，结果表明，滑石颜料的使用不当会使纸的光泽度降低，但颜料中细小颗粒的含量的增加有助于提高纸的光学性能，使透气度增加，改善涂层结构。并且发现，粒子粒径为2 μm，含量在70% ～ 90%之间的滑石颜料最为合适，不仅可以体现滑石在胶版印刷涂布纸中的优点，还可以保证纸张的光泽度不会下降， 使纸的触觉和视觉感得到了提升。同时发现滑石还适合用于标签纸的涂料中，由于滑石的润滑性使标签间的粘性减弱，提高标签的使用操作性[3]。田春丽[4]等的研究指出了滑石粉在造纸工业中的缺点，由于滑石的疏水性，在制备涂料时不容易润湿和分散，制成的涂料也呈剪切膨胀性。而且滑石粉在胶版印刷涂布纸中的应用容易引起油墨堆聚和纸张掉毛、掉粉。综上所述，滑石可以应用在造纸工业中，但要控制其用量以及其它不好的方面，使滑石在造纸中的优点更多的显现出来。 2 滑石在塑料中的应用
滑石可提高塑料制品的刚性和耐蠕变性、硬度和耐表面划伤性、耐热性和热变形温度，相当细度的滑石粉能提高塑料制品的冲击强度，并且添加后还具有润滑作用，能起到流动促进作用，提高塑料的加工工艺性，所以，滑石在塑料中应用广泛。张高科[5]对加入滑石粉后的塑料的某些性能进行了研究，结果为，改性处理后的滑石粉加人塑料中， 一般会使塑料填充体系的缺口冲击强度提高， 但随用量增加至一定程度便会出现下降，可明显提高填充塑料体系的弯曲强度及弯曲模量，远远高于其他矿物的PP[6]填充体系。但加入滑石粉会降低填充塑料体系的拉伸强度，尤其是未经表面改性的滑石粉。此外， 滑石粉的加人也使填充塑料体系的断裂伸长率下降。还有研究表明，滑石粉的加人改善了填充塑料体系的耐候性，耐热性能及尺寸稳定性。但加入滑石粉会引起熔体流变性能的不稳定， 对超细滑石粉来讲， 有时还会引起加工给料的问题。此外，陈祖欣[7]等人对塑料薄膜中加入滑石进行了研究，结果显示，滑石的红外区透过率较小，含有滑石的塑料薄膜红外线辐射热损失也较少， 从而提高了棚内温度。虽然滑石在塑料中的应用有利有弊，但目前已经广泛用于塑料行业中，也最大可能的限制它的不利方面，总而言之，还是利大于弊。 3 滑石在陶瓷工业中的应用
我国是陶瓷大国，近几十年来，日用陶瓷和建筑陶瓷的产量一直居于世界首位。滑石粉的单元层很牢固、机械强度高、质地细腻柔滑和光泽度良好，这些性质可作为陶瓷强度改良剂用于陶瓷工业中。陈秋萍[8]等人对在高铁粉煤灰陶瓷坯体添加滑石做出了研究，结果表明，滑
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石可明显改善坯体性能：降低坯体吸水率、提高坯体的体积密度和强度、改观坯体显色。另外，还发现当滑石的加入量与高铁粉煤灰坯体中Fe2O3 的摩尔之比以1∶3 ～ 2∶3 为宜。刘伯元[9]等也对滑石质陶瓷进行了实验，发现以滑石为主要原料的陶瓷具有机械强度高， 介电损耗小的特点， 广泛用于制造镁质高频瓷和火花塞瓷件等。韩星霞[10]等的实验结果表明滑石粉中含有一定的蒙脱石和石英，而这两种矿物质恰好是陶瓷配方中必不可少的成分，并确定滑石完全可以用于陶瓷工业。高凤辉[11]等探究了陶瓷的物理性质随烧结温度的变化而变化的实验，结果表明，随着烧结温度的提高，陶瓷砖的密度和抗压强度不断提高，吸湿和放湿能力逐渐下降。当温度在900 ℃时，陶瓷砖的密度为1.350 7 g/cm3，抗压强度为4.58 MPa，最大吸湿量为32 mg/g，最大放湿量为30 mg/g。还有研究[12]表明，滑石粉在陶瓷坯体中的含量不同，所发挥的作用也不同。所以想有不同的作用就得用不同的含量。而且，滑石会在陶瓷的胚体中形成顽火辉石，使其膨胀系数增加，可防止釉裂，产品釉面的后期龟裂和胚体的吸湿膨胀。滑石类原料的细度对降低胚体的烧成温度和成品吸水率影响十分明显，一般来说，有滑石粘土的地方，采用滑石粘土技术经济效果较好；没有滑石粘土的地方，要把片状滑石研磨碎。可高温预热，破胚其片状结构再磨。但是滑石的烧结范围很窄，理论上为30～40 ℃，而实际只有10～20 ℃，建议在生产中滑石类原料控制在10%以内较为适宜，以免部分形成滑石瓷影响胚体的烧成范围。综上所述，滑石确实可以改善陶瓷的某些物理特性，使之无论在外观还是内部性能都有明显改善，提高陶瓷的价值。 4 展 望
滑石除了应用于造纸[13]，塑料、陶瓷等领域外，还应用于金属冶炼[14]、建筑用材改性、污水处理吸附[15，16]、医药等方面。笔者建议今后从以下几方面多进行研究： （1）对滑石在不同行业中的应用确定其最佳加入量。 （2）对滑石在已知行业中的应用进行更深入的研究。 （3）滑石存在巨大的潜能，探究其在未开发领域的作用。 参考文献：
[1]危志斌，张瑞杰.利用PRC-APMP化机浆生产印刷书写纸[J].中华纸业，2011，32（12）：58-61.
[2]狄宏伟，宋宝祥. 造纸涂料级滑石的应用与发展概况[J]. 中国造纸，2010，29（4） ： 62-66.
[3]刘伯元， 隗学礼， 许浩坤. 镁盐晶须在塑料改性和涂料工业中的应用[ J] . 中国非金属矿开业导报， 2003， 34（4）： 43- 60.
[4]田春丽， 董荣业. 滑石粉在造纸工业中的应用[J]. 黑龙江造纸， 2008， 36（3）： 39-41.
滑石在部分工业中的应用研究进展
