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广源硅灰石、英格瓷高岭土:成本驱动非矿钛白粉替代品崛起
2018月04月08日 发布 分类:行业要闻 点击量:326
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今年3月底,世界最大的高岭土生产商英格瓷(Imerys)提出了,用“高岭土来优化钛白粉配方”以进入原本属于钛白粉的市场;4月初,江西广源化工作为国内大型的无机粉体材料制造商,也推出了硅灰石以有效替代钛白粉。


广源化工

 

GY系列纳米针状硅灰石SEM图

 

2018年4月广源化工研发中心经过两年持之以恒的实验室研究、小试、中试和工业化实验后,两款湿法纳米针状硅灰石GY4000和GY6000终于进入批量生产并投放市场。这两款产品通过特殊工艺加工而成,拥有远高于同类产品的遮盖力,被誉为钛白粉最有效的替代品,同时还兼具良好的机械补强性能。纳米针状硅灰石新产品的成功研制,不仅是对硅灰石行业的一次创新,同时,对促进下游应用领域的发展将是一个良好的契机。

 

1、工艺路线

作为天然的白色偏硅酸盐矿物,硅灰石的折射率为1.63,要高于大多数白色矿物,再加上其良好的纤维结构,确保了其高遮盖力这一特性,然而硅灰石发展至今,其高遮盖力这一特性却始终没有得到很好的体现。众所周知,国内目前硅灰石的生产工艺都是以雷蒙机、冲击磨或者气流磨等干法工艺为主,虽然可以较好的保持产品的纤维结构,但是却很难实现硅灰石的超细化,这就使得硅灰石的性能无法得到最大化的发挥。

 

广源化工从事硅灰石的生产已经有10余年的时间,在硅灰石的生产应用上积累了丰富的技术和经验。在洞悉未来硅灰石的发展方向将集中在超细粉、高长径比针状粉、功能(改性)硅灰石粉等方向的发展之后,公司早在两年前就已经对纳米硅灰石的开发进行了立项研究,抽调研发骨干组成专项研发小组。为加快超细硅灰石粉体的研发进程,在与清华大学多年合作的契机下,加强校企相互间合作,多次组织研发人员赴清华大学进行交流学习,与此同时,清华团队也多次到公司进行相关技术指导。在双方的共同努力攻坚下,才确定了最终的工艺路线和产品定型,即选用江西新余当地优质的硅灰石精选资源,经干式研磨至一定的细度之后,添加一定量的表面活性剂配成合适浓度的浆料给入湿法研磨机内,通过对各项研磨参数进行相应的调整,在保持较高的长径比的基础上实现硅灰石的超微细化,最终得到纳米针状硅灰石粉。

 

2、产品特性

该产品在首先在原材料上进行严格把控,保证了产品具有较高的白度、较低的烧失量以及良好的纤维结构,同时经湿法研磨工艺生产的GY系列纳米针状硅灰石在实现了超细化之后,不仅长径比得到了保护,还获得了较高的比表面积。经试验证明,纳米针状硅灰石表现出了非常出色的遮盖性能,在涂料、塑料等领域应用,保证制品遮盖力及力学性能不受影响的前提下,能够很好的替代部分钛白粉,有效的降低产品的生产成本。经湿法研磨的纳米硅灰石其遮盖力要高于包括煅烧高岭土在内的其他无机粉体填料,是无机粉体填料中最接近钛白粉的。

 

与此同时,由于纳米针状硅灰石具有较高的长径比和较大的比表面积,在改性塑料和橡胶等领域的机械补强和耐磨方面也表现十分突出,是一款集高遮盖和高补强于一身的功能型填料,并且硅灰石具有良好的耐热性能,可有效提高塑料制品的耐高温性和阻燃性。为了满足不同应用领域的要求,除了GY4000和GY6000这两款纳米针状硅灰石粉之余,还开发了以干法工艺制得的GY800、GY1250以及GY2000这三款高长径比的常规产品,各项性能指标见下表所示:

 

 

3、产品应用

试验证明,在乳胶漆配方中,最多可实现替代50%的钛白粉;应用于PVC压延薄膜领域,可实现替代20-30%的钛白粉,同时还可提高薄膜30%的拉伸强度。

 

经干湿法工艺生产的GY系列超细针状硅灰石粉,具有诸多优良特性,在遮盖力、力学补强性、耐热性、耐候性和耐磨性等方面都能表现优异,可广泛应用于涂料、油漆、塑料改性、PVC压延膜、橡胶、线缆、管材、摩擦材料等领域。

 

英格瓷

 

英格瓷对于PVC装饰漆用高岭土的建议汇总

 

在涂料和油墨的钛白粉替代性问题上,Imerys已经提出了减少20%钛白粉使用量的解决方案,而这种高岭土产品的应用还包括造纸、粘合剂、化妆品以及热塑性塑料等。

 

结语

2016年起,钛白粉的强势上涨持续至今,且势头不减。这也让涂料、油墨、造纸、塑料橡胶等等下游行业受到很大影响,甚至有行业提出专门的“钛白粉附加费”以寻求产品涨价的合理性。由此,许多工业矿物加工企业也嗅到了商机,加速研发和推出受到市场欢迎的更廉价的可替代或部分替代产品。

 

粉体圈 整理


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