滑石粉(微细无砂性的粉末)

滑石粉(英文名:Talc powder ),属硅酸镁盐类矿物滑石族滑石,化学名称为硅酸镁一水合物,化学式为3MgO•4SiO2•H2O,主要成分为含水硅酸镁,其理论成分的质量百分比为63.6%的SiO2、21.89%MgO和4.75%H2O。滑石粉外观呈白色或灰白色结晶性细粉末,无臭,无味,细腻润滑,易黏附于皮肤;莫氏硬度1.0~1.5,密度2.7~2.8g/cm3,熔点926.67~982.22℃,不溶于水,化学性质极不活泼,具有润滑性、抗黏性、助流性、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良物理特性。

在中国古代就有使用滑石或滑石粉药用、雕刻印章等工艺品、织布和粉刷墙壁的应用历史。20世纪初,滑石粉开始陆续应用到造纸业、陶瓷业等行业的工业生产。滑石粉应用广泛,在造纸业作为作涂料、填料或树脂控制添加剂,在陶瓷业作为生产原料改善陶瓷性能或烧制特种陶瓷,在涂料领域作为颜料填充剂可以改善涂料性能,在防水材料领域作为生产防水卷材、防水油膏等防水材料的原料,在塑料生产领域是的重要充填剂以改善塑料物理性能和加工性能,在橡胶的生产作为填充料和绝缘材料制造橡胶产品和电缆橡皮,在纺织领域用作充填料和漂白粉剂以便增加织物的密实度和抗热、耐酸碱性能以及起到漂白和增光作用,在食品工业作为谷物豆类的洗涤剂和糖类的防粘结剂,在医药化妆品生产作为药膏、药丸充填料或辅料、化妆品的颜料载体和爽身粉、肥皂的掺合料。此外,滑石粉本身就是中药,还可以用于兽药治疗奶牛地方性氟病。

滑石粉对人体眼睛有刺激性,直接接触会导致眼睛发红和疼痛。此外,滑石粉会通过呼吸道吸入肺脏,在生产过程中长期接触滑石粉尘导致“滑石尘肺”。纯净滑石粉尚无充分的人体或动物数据证实会致癌,但是滑石是次生矿物,可混有不等量的一类致癌物石棉。因此,在不同领域的用途的滑石粉有相关的标准规定。例如:《食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)规定:滑石粉作为脱模剂、防粘剂,使用范围限于糖果的加工工艺、发酵提取工艺,允许使用于凉果类、话化类食品,最大使用量是20.0g/kg。《滑石粉》(GB/T 15342-2012)规定:化妆品用滑石粉不能检出石棉矿物。

历史

最早在汉代的《伤寒在论》就记载了滑石研法的炮制方法以药用。古代中国还用于雕刻印章等工艺品、织布和粉刷墙壁。20世纪初,法国、意大利等工业国家应用滑石粉作为填料用于造纸工业以改善不透明度和平滑度。20世纪70年代,陶瓷工业中引用了滑石粉原料,改善了陶瓷的性能,促使陶瓷工业得以飞跃发展。

物质结构

滑石粉,为硅酸镁盐类矿物滑石族滑石,主要成分为含水硅酸镁,多含有氧化钙、氧化铁等杂质,其理论成分的质量百分比为63.6%的SiO2、21.89%MgO和4.75%H2O。其化学名称为硅酸镁一水合物,分子式为H2Mg3O12Si4,化学式为Mg3(Si4O10)(OH)2,以氧化物表示为Mg3(OH)2Si4O10。滑石结晶呈层状构造,即两层硅层间夹有镁层的三明治型夹层结构,所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性。

理化性质

物理性质

滑石粉外观呈白色或灰白色结晶性细粉末,无臭,无味,细腻润滑,易黏附于皮肤;莫氏硬度1.0~1.5,密度2.7~2.8g/cm3,熔点926.67~982.22℃,对酸、碱、热均十分稳定,不溶于水、氧化钠溶液和乙醇,微溶于稀的无机酸。滑石粉具有润滑性、抗黏性、助流性、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良物理特性。

化学性质

纯净的滑石粉化学性质极不活泼,具有极大的稳定性,强酸(硫酸、硝酸、盐酸)和强碱(氧化钾、氧化钠)一般都不发生化学反应。

产品分类分级

滑石粉按其用途,分为 9 个品种,详见下表。

应用领域

造纸领域

滑石片晶具有很大的憎水性表面和亲水性边缘,在造纸工业滑石粉可以用作涂料、填料、树脂控制添加剂和废纸脱黏剂。滑石粉作为填料和二氧化钛填充剂同样有效,还有助于改善纸张的光泽、不透明度和亮度,能使纸张坚固洁白,光亮而不透明,增强对印刷油墨的吸附能力,获得良好的色彩效果。滑石粉作为纸浆的树脂控制添加剂,它在有水存在的条件下具备优先吸收油脂的能力,能吸收植物纤维上残存的树脂,阻止树脂凝聚成粘性物质妨碍机器运转和给纸张造成污点。用于胶黏物脱黏时,滑石片晶倾向于用其与胶黏物的憎水性作用来屏蔽胶黏物的黏着表面,故滑石粉还可以作为废纸脱黏剂应用在废纸再生工艺的废纸脱墨。

陶瓷领域

在陶瓷工业领域,滑石粉既可以用于生产特种块滑石瓷,还广泛利用滑石粉配合瓷土生产出各种性能的特殊陶瓷制品。在陶瓷工业,瓷坯中加入不同量的滑石粉可以烧制性能不同的陶瓷。例如,在瓷坯中加入少量滑石粉(1%~2%),能降低烧成温度,加宽烧成温度范围,提高制品的透明度,同时能加速莫来石的生成,提高制品的机械强度和热稳定性。在瓷坯中加入滑石粉(34% ~40%)较多时,烧成中滑石的硅酸镁和黏土中的硅酸铝反应生成堇青石,其膨胀系数很小,可大大提高产品的热稳定性。当坯料中滑石粉用量达 50%或更多时,烧制后形成的斜顽火辉石,与堇青石占35%~50%,这种产品具有较高的机械强度、热稳定性和较高的介电常数,可用于高频绝缘材料及需要高机械强度、高绝缘性能的制品中。当坯料中滑石量占70%~90%时,所得制品称为块滑石制品,主要是由斜顽火辉石晶体组成,特点是具有较高的机械强度、较小的介电损失,可用于无线电仪器中的高频及高压绝缘材料。此外,滑石粉作为釉料的助熔剂原料,能降低釉料的熔融温度和膨胀系数,提高釉的弹性,促使坯釉中间层的生成,从而改善制品的热稳定性,用于乳浊釉中还可增加乳浊效果。

涂料-油漆领域

滑石粉是涂料工业使用历史长久、用量较多的矿物填料之一。滑石粉化学性质稳定,遮盖力强,吸油性强,分散性和粘度良好,能保持氧化钛颜料的分散性,改善涂料流变性,增强涂膜平滑滞留性,防止流挂;增强涂层附着力,易打磨;提高漆膜的整体性、耐久性、耐水和耐酸碱性;还可以提高颜料的悬浮性、防止油漆沉淀延长贮藏期限,因此在涂料中是一种主要的颜料填充剂。

防水材料领域

滑石粉可以用于生产防水卷材、防水涂料、防水油膏等防水材料。例如,石油沥青卷材俗称油毡,是用高软化点的石油沥青涂盖纸胎两面,再撒上滑石粉(粉毡)而形成的防水材料。建筑防水沥青嵌缝油膏是以石油沥青为基料,加人改性材料(废橡胶粉和硫化鱼油)稀释剂(松焦油、松节重油和机油)及填充料(石棉绒和滑石粉)等混合制成的防水油膏。

塑料领域

滑石粉是塑料的重要充填剂。滑石粉具有疏水性的表面,与有机物的相容性良好;同时重叠的晶格结构,故容易被剥离;滑石粉作为塑料填充剂能改善塑料的抗化学性、耐热性、抗冲击强度、尺寸稳定性、坚实度、硬度、导热系数、抗拉强度、抗蠕变能力和电绝缘性能,缩短塑料的模制周期。但是,滑石粉对材料的韧性、断裂伸长率、熔合痕强度、长期热老化及抗紫外线性能有不利影响。

橡胶领域

在橡胶生产中,滑石粉作为填充料和绝缘材料与橡胶混合一起制造橡胶产品和电缆橡皮,可以增强橡胶的坚固性、内部分子间的润滑性和电绝缘性能。还可以利用滑石粉制成廉价的脱模剂;撒在橡胶制品和电缆表面,又能防止粘连。因此,橡胶用滑石粉要求成分极纯,特别对铁质、烧失量、酸不溶物、水分和粒度有严格限制,还要求具滑润、质软、耐酸碱、 耐高温及良好的电绝缘性等物理性能。

纺织领域

在纺织工业,为减小纺织的摩擦系数可以添加滑石粉作为减擦剂。此外,超细磨滑石粉可以作为充填料和漂白粉剂。例如,麦粉布袋、糖布袋、防水布、防火布、绳索、线纱等织物中作充填料和漂白粉剂,以便增加这些织物的密实程度和抗热、耐酸碱性能以及起到漂白和增光作用。

食品领域

食品工业用加工助剂,是指使食品加工能顺利进行的各种辅助物质,与食品本身无关。在食品加工工业,滑石粉具有澄清、吸附、润滑、脱膜的作用,可以作为润滑剂、脱模剂、吸附剂或洗涤剂,用于大米、玉米、碗豆和咖啡豆等农产品的洗涤加工;糖果、橡皮糖和口香糖防粘结的粉剂等。

医药、化妆领域

滑石粉本身就是中药,还可以作为药片制剂糖衣、药丸和药散的充填料。滑石粉与皮肤接触有滑腻感,并易黏附在皮肤上,能使皮肤滑润干燥,可以用在药膏、防护油和痒子粉作为皮肤保护剂。滑石粉具有很好的流动性和吸附性,在化妆品中作为动、植物或矿物颜料的载体。此外,滑石粉色白、遮盖力强和具润滑、净化及脱臭作用,故作为掺合料用以制造各种香粉、爽身粉、香脂和霜膏以及牙膏、肥皂、药皂和香皂等。

兽药领域

滑石粉中含有镁原子,易与氟离子形成络合物,降低血中氟的浓度,减少机体对氟的吸收,可作为氟中毒的解毒剂,用于治疗奶牛地方性氟病(氟中毒)使用安全,疗效可靠。

分布情况

滑石粉是以滑石为原料经研磨等工艺生产制成。全球滑石的远景储量在20亿吨以上,探明储量约8.13亿吨,遍及40余个国家;储量较大的国家有俄罗斯、中国、美国、法国、芬兰。在中国,滑石资源丰富,分布较广,质量优良,除辽宁海城滑石(片状结构)和山东掖南滑石(片状与粒状结构)外,山西、湖南、广东、广西和湖北等省均有优质的滑石矿源,多以滑石岩或滑石片岩产出。截至2014年,中国探明滑石资源储量2.7亿吨,滑石年产量约占世界滑石产量的30%,是世界最大的滑石生产、消费和出口国。

健康危害

滑石粉对人体眼睛有刺激性,直接接触会导致眼睛发红和疼痛。此外,滑石粉会通过呼吸道吸入肺脏,在生产过程中长期接触滑石粉尘引起的以肺纤维化为主的疾病,即“滑石尘肺”,滑石尘肺症状与其他尘肺相似,有咳嗽、胸痛和气短,但较砂肺、石棉肺为轻,有异物肉芽肿病例可出现进行性呼吸困难。

纯净滑石粉尚无充分的人体或动物数据证实会致癌,但是滑石是次生矿物,系由含镁的硅酸盐或碳酸盐蚀变而成,可混有不等量的一类致癌物石棉。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构将不含石棉或石棉状纤维的滑石粉列入三类致癌物清单。

法规限制

《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)规定:滑石粉作为脱模剂、防粘剂,使用范围限于糖果的加工工艺、发酵提取工艺,允许使用于凉果类、话化类食品,最大使用量是20.0g/kg。

《滑石粉》(GB/T 15342-2012)规定:化妆品用滑石粉不能检出石棉矿物。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,不含石棉或石棉状纤维的滑石粉在3类致癌物清单中。

制备方式

中药炮制

取净滑石,砸碎,碾成细粉;或取滑石粗粉,加人少量水,碾磨至细,再加人适量清水搅拌,倾出上层混悬液,下沉部分再按上法反复操作数次,合并混悬液,静置沉淀,倾去上清液,将沉淀物晒干后再研细粉。

工业生产

滑石莫氏硬度低,可磨性好,因此超细滑石粉的生产主要采用干法工艺;其工艺过程为:滑石块一粗碎一干燥一中碎一细磨一超细粉磨;其生产过程:滑石块首先由往复式给料机送入锤式破碎机进行破碎,破碎后的物料经斗式提升机和振动给料器进人立式干燥机中干燥,干燥后的物料经锤式破碎机两次破碎后进行细磨,细磨后的物料再进行超细粉碎。

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