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硫化锌和硫酸钡在塑料工业中的运用摘要：本文主要介绍具有特性的超细沉淀硫酸钡和硫化锌在塑料工业中的运用。这两种产品在欧洲已是非常成熟的产品，并得到广泛运用。Sachtleben公司由RudolfSachtleben博士创建于1878年。Sachtleben博士成功开发了立德粉和硫化锌等白色颜料。在1960-1962年间，公司建立了自己的二氧化钛生产厂，并兼并了一家全球最大的硫酸生产厂。SachtlebenChemie公司现在成为世界上生产白色颜料的著名公司之一。Sachtleben公司在生产特种颜料和填科时始终把质量放在首位。为了更好地满足客户的需求，我们按照DINIS09001系列标准，建立了工艺过程和最终产品质量管理的综合体系。我公司的质量意识以文件的形式规定在质量手册中，这对公司所有的员工都具有约束力。1993年12月，由德国质量保证体系认证协会(DQS)对公司进行质量监审，确认公司生产二氧化钛颜料的质量保证体系符合DINENIS09001的要求。我公司值得骄傲的是我们是德国首家获得Ti02生产的质量保证体系证书的公司。1995年6月，在成功地通过了质量监审后，我公司新拓展业务的质量保证体系也完全符合DINENIS09001的要求。从此，全公司已全部通过了这一国际标准的认证要求。这一认证证书也适用于锌盐和钡盐，包括Lithopone(立德粉)，Sachtleben，沉淀硫酸钡和氢氧化钡产品以及Hombitec（纳米二氧化钛）和重晶石。Sachtleben已成为在此领域中第一家获此荣誉的公司硫化锌–SachtolithSachtolith是一种白色颜料，成份是纯硫化锌。天然存在的硫化锌通过物理方法加工是得不到白色颜料的。因此，必须采用先进的化学工艺才能制备Sachtolith产品。锌原料来自镀锌行业，经过精制提炼。硫化物原料是本公司生产硫酸钡的副产品。采用特殊的工艺，将高纯的锌盐溶液和硫化钠溶液在严格的条件下进行化合，经沉淀得到纯的硫化锌。Sachtolith杂质含量被降至ppm范围之内。但这种沉淀得到的产物并不能用作白色颜料，因为其粒径太细了。过滤后经过在700℃-800℃下煅烧，才能获得最佳的平均粒径0,3μm和狭窄的粒径分布。Sachtolith具有良好的化学稳定性，能微溶于稀盐酸（0.3%in0.1N）。在水和空气存在的情况下Sachtolith能被强氧化剂和紫外线氧化成ZnSO4。在紫外或高温条件下，Sachtolith能与重金属离子反应生成有色的配合物，因此带来的好处是减小降低因重金属离子催化产生的聚合物分子降解。在空气中，即使在加热到350℃Sachtolith也能保持稳定。通常情况，Sachtolith是一个好的绝缘体。作为一种无机物，它的传热系数不同寻常的高，而比热值却很低。Sachtolith的比表面积很小，相应地基料的需要量也很少，所以即使在很高的添加量的情况下，仍具有出色的流变性和分散性。硫化锌是最普遍使用的白色颜料之一，地位仅次于二氧化钛，作为一种多功能的白色颜料Sachtolith能赋予塑料制品于其它白色颜料无法赋予的特质和优势。因为Sachtolith的莫氏硬度只有3，研究证明它非常适合作为玻纤增强塑料的白色颜料。白色的玻璃纤维增强塑料含有玻璃纤维和白色颜料。如果这种白色颜料是二氧化钛，它就会切割玻璃纤维，因为二氧化钛的硬度比玻璃纤维高。结果会严重降低材料的抗张强度，弯曲性和冲击强度。如果选用硫化锌作白色颜料，玻璃纤维的硬度要高于硫化锌，因此可以使机械性能保持在—个较高的水平。其优势在于在加工成型过程中，硫化锌不会象TiO2一样破坏增强用的玻璃纤维，因而制成品的抗张强度，弯曲性或冲击强度都不会有负面影响。图一清楚地显示在尼龙66和苯乙烯-丙烯腈共聚体中了不同颜料对玻纤（尼龙66/30%，苯乙烯-丙烯腈共聚体/20%）增强效果的影响。实际上，在所有的玻纤增强塑料，无论是热塑性或热固性体系（如SMC/BMC）中都有类似的情况。由于Sachtolith很软且没有TiO2的光催化活性，因此很适合用来给天然和合成弹性体着色和乳浊化。因为磨损性很小，使用Sachtolith作为颜料的白色弹性体生产出的鞋底要比用TiO2做的使用寿命要长很多。作为一种稳定剂，Sachtolith也被发明性的应用于一些热塑性塑料尤其象PP和PBT，用于提高聚合物的热稳定性。关于其中的机制，到目前为止并没有结论性的解释。但我们相信是因为Sachtolith能和绝大多数有催化效果的金属离子反应结合成不可移动络合物，避免了因这些离子进入聚合物晶格内产生的催化降解作用，即Sachtolith所谓的“固定效果”。另外，Sachtolith的柔软度使之在对磨损性有特殊要求的工艺中有TiO2无法比拟的优势。当Sachtolith使用在热塑性塑料中时，十分有利于加工。它可以使塑料在挤出机或压延机中熔融流动时更顺畅，更均匀。这一优点也会提高产品的干润滑性。Sachtolith因为硬度低，并具有金属硫化物的组成，使它具有较好的润滑性，但光凭这点还不足以说明为什么要使用这种合成产品。Sachtolith与所有其它天然产品的最大区别在于它的纯度高，粒经均匀和形状一致。这主要是由于我公司生产工艺中有许多提纯的步骤。在矿物中，锌往往是和其它元素共生的。这些元素很难除去．因为它们往往嵌在ZnS晶体中。因为锌与这些杂质元素化学性质十分相似，锌矿中常含有镁、钙、镉、铅和汞。这些杂质的总含量可高达15％。尽管镁和钙是无害的，但是过高的重金属含量会成为选择原材料的一个限制因素，一旦这些粒子释放出，或发生化学反应，将出现危害性。耐磨的内衬是由合成树脂．填科及助剂的混合物组成。它是用作金属盘或桶的耐磨辅助材料，也可用于刹车及离合器上。许多材料可用于这种内衬的助剂，调正摩擦系数，使车开起来舒适．摩损速率满足各特定应用的需求。这些助剂通常都是硫化物。Sachtolith可以大大减少刹车背衬的振动。这种振动不仅对刹车系统造成机械负载时也会影响开车的舒适度并引起噪音，污染环境。另外，Sachtolith不含硅酸盐和石英，因此不会引起对耐磨性及磨损性的负面影响。刹车在工作时产生的高温使硫化物转变为氧化物，因此使刹车背衬能承受磨擦，即摩擦背衬中的所有组份都会以细粉状散逸。如果考虑在欧洲公路上行驶的机动车的数量，仅就刹车片上散逸出的磨损粉尘数量就相当大。尽管这方面尚未有直接限制的法规．但为了保护我们的环境，应该避免任何有污染的组份。几年前关于含铅燃料的讨论就是一例，因为重金属会在很长一段时间内在植物和动物中积累，造成危害。因此耐磨内衬工业一直面临开发具有安全性的产品。因为Sachtolith是在纯度很高的溶液中制备的，它完全不含任何重金属。润滑剂是一种能减少界面之间摩擦的材料。在早期，可使用的润滑剂产品很少。而今天，多种用途的专用润滑剂已问市。润滑剂的研究开发已成为一门独立的学科，称为摩擦学。金属硫化物在许多配方中是必不可少的组份。而毒性和美观限制了一些材料的应用。Sachtolith正越来越多地得到应用，这是一种白色的干润滑剂，已获得德国及国际认可，可以用于与食品接触的场合。Sachtolith已获得BGW，欧洲和美国的批准应用于上述场合，并且被认为是一种对水无污染的化合物。这一切都应归结于在化学合成过程中，使用了高纯度的溶液。Sachtolith不含重金属杂质，符合德国BGA和FDA178章的要求。少量可溶性的锌是无毒的。硫化锌已被联邦德国化学代码列为无毒物质。LD50(老鼠,口服)15,000mg/kg。粉尘限制为6mg/m3.硫酸钡--SachtlebenMicro作为一种合成硫酸钡,SachtlebenMicro采用高纯钡盐和硫酸钠溶液作为原料,加上特殊的制备工艺制成,其粒径得到很好的控制,且杂质含量被降至极低范围之内。SachtlebenMicro是一种高惰性的化学物质，耐酸碱，不溶于水和任何有机溶剂，具有良好的抗晒性和耐候性。SachtlebenMicro粒径分布狭窄，具有较小比表面积和基料用量。SachtlebenMicro的摩氏硬度为3，因而磨损性很小。SachtlebenMicro不仅在可见光，而且在紫外和红外波长范围内具有很强的光反射能力，因此，SachtlebenMicro在显现出高亮度的同时能保留体系颜料的鲜艳度和色调。通过在二氧化钛生产中的获得的技术诀窍，SachtlebenMicro的平均粒径能细至0.7微米,同时具有与二氧化钛相似的狭窄的粒径分布。SachtlebenMicro显著的优点是使用时只需极少量的基料就能在任何体系中分散良好。作为一种不可或缺的添加剂，SachtlebenMicro在高质量的功能塑料中的应用正变得日益重要。特殊的研磨工艺，二道无机处理及本身特殊晶体形状使得SachtlebenMicro能不断应付塑料工业的需求。SachtlebenMicro不含一些对弹性体有害的杂质，因此，SachtlebenMicro特别适合用作弹性体的增充剂。其它优势包括良好的流变性，低磨损性和高化学纯度。SachtlebenMicro已经证明它在热固性模塑料的应用潜能，特别是在调整颜色的配方中，SachtlebenMicro和颜料配合能够达到鲜艳的颜色，可重复的色调和完美的表面光泽。低基料用量，低硬度保证了SachtlebenMicro在体系中的高流变性，对设备或模具的低磨损性和制成品的良好机械特性。SachtlebenMicro能适用所有的热塑性塑料。它能提高塑料制品的刚性，硬度和耐磨性。SachtlebenMicro具有的高热导性和流变性，这能帮助缩短塑料注射成型的周期。SachtlebenMicro还能增加热塑性高分子的结晶度，从而提高制品的强度（尤其是低温下的撞击强度）和几何稳定性。SachtlebenMicro的一个很重要的用途是在色母粒中扮演颜料分散剂的角色。众所周知，大多数塑料用颜料都价格不菲，如何提高颜料的效率就成了色母粒制造商关心的问题。不同颜料吸收，反射与散射的光的波长，颜色和数量各不相同，但有一点是相同的，颜料可用于散射光的面积决定了颜色的使用效率。但是，几乎所有的颜料在应用中都会或多或少的出现凝聚或絮凝的现象，颜料的使用效率就会因为散射面积减小而降低。研究与实践表明SachtlebenMicro能在母粒制成过程中帮助颜料分散，且因SachtlebenMicro的光折射因子和常见的聚合物相近，SachtlebenMicro的加入不会影响产品中颜料的色调。应用发现通过使用SachtlebenMicro作为颜料分散助剂，可有效节省色母粒中的颜料用量，通常可减少10%。此外，SachtlenbenMicro的X-光不透明性使之可用于儿童玩具原料的生产。（在意外吞食后易于寻找）SachtlebenMicro是无毒性的，其已被核准能用于与食品接触的产品。SachtlebenMicro符合欧洲纯度要求和美国的食品和药品管理法规。LD5(老鼠，口服)>15,000mg/kg。粉尘限制为6mg/m3。