Wypełniacze mineralne do kompozytów
Wypełniacze mineralne stanowią podstawowy składnik formułowania kompozytów z matrycą polimerową. Wybór odpowiednich wypełniaczy mineralnych, a także ich proporcji do żywicy, będzie miał bezpośredni wpływ na właściwości produktu końcowego. Wypełniacze mineralne również uwarunkowują sposób przeprowadzenia procesu produkcyjnego, ponieważ mają wpływ na lepkość, czas żelowania, czas utwardzenia, itp. Poniżej przedstawiamy Państwu wszystko, co należy wiedzieć o wypełniaczach mineralnych do kompozytów z matrycą polimerową. Przedstawiamy Państwu jak wybrać odpowiedni wypełniacz mineralny w zależności od właściwości wytwarzanego kompozytu.
Wypełniacze mineralne do kompozytów
Wypełniacze mineralne to stałe, organiczne lub nieorganiczne cząstki, które dodaje się do żywicy lub żelkotu. Zastosowanie wypełniaczy mineralnych w produkcji kompozytów polimerowych ma zasadniczo na celu:
- zapewnić wymagane właściwości fizyko-mechaniczne wyrobu końcowego. Skład mineralny oraz optymalna proporcja wypełniaczy mineralnych w stosunku do żywicy zależą od wymagań i norm, które musi spełniać produkt końcowy. Dzięki połączeniu różnych minerałów możemy między innymi:
- poprawiać właściwości mechaniczne: twardość, ścieranie, zginanie, itp.
- zmniejszyć lub zwiększyć wagę produktu końcowego
- poprawić właściwości przewodzące prąd lub antystatyczne
- poprawić ognioodporność
- zmniejszyć koszt mieszaniny, ponieważ wypełniacze mineralne są tańsze niż sama żywica
Zarówno skład minerałów, jak i proporcja w stosunku do żywicy będą miały bezpośredni wpływ na sposób realizacji procesu produkcyjnego, ponieważ wypełniacze mineralne:
- wpływają na lepkość mieszaniny
- mają wpływ na katalizę
- mogą powodować skurcze podczas utwardzania wyrobu końcowego
- mogą wpływać na kolor wyrobu końcowego, a także na inne aspekty estetyczne
- decydują o właściwości mechanicznej i powierzchniowej wyrobu końcowego
Wypełniacze mineralne mają zatem duży wpływ na sposób zorganizowania produkcji i wytwarzanie kompozytów polimerowych.
Wybór odpowiedniego wypełniacza mineralnego do naszego projektu
Wybierając wypełniacze mineralne do naszego projektu, musimy wziąć pod uwagę następujące aspekty:
- rozmiar cząstek (granulacja). Bardzo grube cząstki mają tendencję do zejścia na dno mieszaniny. Przeciwnie, zbyt cienkie cząsteczki mogą nie rozproszyć się w mieszaninie. Musimy wybrać optymalną wielkość cząstek dla naszego sformułowania.
- kształt cząstek (mielenie). Jeśli cząstka jest jak piłka golfowa, żywica łatwo się przyklei. Jeżeli natomiast cząstka jest jak piłeczka pingpongowa, jej idealne połączenie z żywicą będzie znacznie bardziej skomplikowane.
- czystość cząstek. W przypadku wyrobów o jednorodnej masie pigmentowej, takich jak wyrobów typu solid surface, należy unikać obecności cząstek zanieczyszczających, które mogą wytwarzać czarne punkty na powierzchni wyrobu końcowego.
- silanizacja
Dodawanie silanu do wypełniaczy mineralnych pozwoli nam osiągnąć:
- większą przezroczystość
- większą odporność na szok termiczny wyrobu końcowego
- redukcję dyspersji termicznej
- mniejszą lepkość
- krótszy czas żelowania i utwardzenia
- lepszą odporność na parę wodną
- doskonałe właściwości powierzchniowe
- większą odporność mechaniczną i chemiczną
W przypadku kompozytów polimerowych, w których warstwa zewnętrzna będzie żelkotem, wybór odpowiedniego wypełniacza mineralnego zostanie ograniczony tylko do:
- zapewnienia wymaganych właściwości fizyko-mechanicznych wyrobu końcowego
- obniżenia w razie możliwości kosztu mieszaniny
Zastosowanie wodorotlenku glinu (ATH)
Wodorotlenek glinu (ATH) to wypełniacze mineralne uzyskiwane przez „trawienie” boksytu w procesie Bayera. Jest on chemicznie połączony z trzema cząsteczkami wody i ma wysoką temperaturę topnienia. Ze względu na właściwości fizyczne tego minerału stał się on podstawowym surowcem w formułowaniu wielu materiałów kompozytowych: gumy, poliuretanu, poliestru, silikonu, tworzywa termoplastycznych, kabli, itp.
Zalety stosowania wodorotlenku glinu (ATH) to:
- ważne właściwości jako środki opóźniające działanie ognia i tłumiące dym. W warunkach pożaru para wodna jest uwalniana poprzez reakcję endotermiczną, która działa schładzając powierzchnie i wypierając tlen potrzebny do spalania. Powstała bariera węgla z tlenku glinu jeszcze bardziej utrudnia spalanie i zmniejsza gęstość dymu. Wodorotlenek glinu staje się najczęściej stosowanym środkiem opóźniającym działanie ognia na rynku. Jest to przyjazny dla środowiska minerał. Jego rozkład termiczny zachodzi w temperaturze około 200 ° C, co czyni go odpowiednim do szerokiego zakresu zastosowań tworzyw sztucznych i gumy.
- doskonała odporność chemiczna i właściwości fizyczne. W połączeniu z Bohemite pozwala nam poprawić odporność na zarysowania, połysk i odporność na plamy. Jest szczególnie odporny na kwasy. Ze względu na te wysokie parametry stały się podstawowym surowcem do produkcji wyrobów typu solid surface.
Formułowanie dla kompozytów nowej generacji
Wraz z rozprzestrzenianiem się kompozytów z matrycą polimerową przeznaczonych do nowych zastosowań, formułowanie wypełniaczy mineralnych stało się nauką. W zależności od wymagań, jakie muszą spełniać te nowe związki polimerowe, należy wybrać odpowiednie wypełniacze mineralne. Dzięki ścisłej współpracy z naszymi partnerami możemy zaoferować naszym klientom dział techniczny specjalizujący się w formułowaniu i połączeniu wypełniaczy mineralnych. Udział w opracowywaniu oraz rozwoju dopasowanych kompozytów umożliwił nam zdobyć uznane i cenione doświadczenie w branży. Jeśli chcecie Państwo poprawić parametry swojego produktu lub chcecie Państwo utworzyć nowy kompozyt, proszę się z nami skontaktować.
Dobrym przykładem naszego rozwoju w dziedzinie kompozytów polimerowych są nasze wypełniacze mineralne do zmniejszenia wagi wyrobu końcowego. Są to sformułowania oparte na różnych minerałach, które zmniejszają masę kompozytu nawet o 40% bez zmniejszania właściwości fizyko-mechanicznych wyrobu końcowego. Przekłada się to na niższe koszty transportu oraz inne korzyści w obsłudze, czasie montażu, itp.
Końcowe wnioski
Wybór odpowiednich wypełniaczy mineralnych, a także ich proporcji do żywicy, będzie miał bezpośredni wpływ zarówno na właściwości produktu końcowego jak i na proces produkcyjny. W przypadku materiałów kompozytowych pokrytych żelkotem po prostu szukamy ekonomicznych wypełniaczy mineralnych, które zapewniają fizyczne i mechaniczne wymagania dla wyrobu końcowego. Jeśli chcecie Państwo nadać Waszym kompozytom właściwości ognioodporne, ath jest idealnym rozwiązaniem. Możemy Wam zapewnić dział techniczny specjalizujący się w formułowaniu i połączeniu wypełniaczy mineralnych. Specjalizujemy się w formułowaniu wypełniaczy mineralnych dostosowanych do konkretnych projektów.
Jeśli chcesz być stale informowany o wszystkim, co dotyczy wypełniacze mineralnych, przeczytaj nasze najnowsze artykuły na ten temat tutaj.