滑石粉(英文名:Talc powder ),屬硅酸鎂鹽類礦物滑石族滑石,名稱為硅酸鎂一,為Mg?(Si?O??)(OH)?或3MgO?4SiO2?H2O,主要成分為含水硅酸鎂,其理論成分的質量百分比為63.6%的SiO2、21.89%MgO和4.75%H2O。滑石粉外觀呈白色或灰白色結晶性細粉末,無臭,無味,細膩潤滑,易黏附于皮膚;1.0~1.5,密度2.7~2.8g/cm3,結構破壞溫度約970℃;耐火溫度1490~1510℃,不溶于水,化學性質極不活潑,具有潤滑性、抗黏性、助流性、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強等優良物理特性。
在中國古代就有使用滑石或滑石粉藥用、雕刻印章等工藝品、織布和粉刷墻壁的應用歷史。20世紀初,滑石粉開始陸續應用到造紙業、陶瓷業等行業的工業生產。滑石粉應用廣泛,在造紙業作為作涂料、填料或樹脂控制添加劑,在陶瓷業作為生產原料改善陶瓷性能或燒制特種陶瓷,在涂料領域作為顏料填充劑可以改善涂料性能,在防水材料領域作為生產防水卷材、防水油膏等防水材料的原料,在塑料生產領域是的重要充填劑以改善塑料物理性能和加工性能,在橡膠的生產作為填充料和絕緣材料制造橡膠產品和電纜橡皮,在紡織領域用作充填料和漂白粉劑以便增加織物的密實度和抗熱、耐酸堿性能以及起到漂白和增光作用,在食品工業作為谷物豆類的洗滌劑和糖類的防粘結劑,在醫藥化妝品生產作為藥膏、藥丸充填料或輔料、化妝品的顏料載體和爽身粉、肥皂的摻合料。此外,滑石粉本身就是中藥,還可以用于獸藥治療。
滑石粉對人體眼睛有刺激性,直接接觸會導致眼睛發紅和疼痛。此外,滑石粉會通過呼吸道吸入肺臟,在生產過程中長期接觸滑石粉塵導致“”。純凈粉尚無充分的人體或動物數據證實會致癌,但是滑石是次生礦物,可混有不等量的一類致癌物。因此,在不同領域的用途的滑石粉有相關的標準規定。例如:《食品添加劑使用標準》(GB 2760-2014)規定:滑石粉作為脫模劑、防粘劑,使用范圍限于糖果的加工工藝、發酵提取工藝,允許使用于涼果類、話化類食品,最大使用量是20.0g/kg。《滑石粉》(GB/T 15342-2012)規定:化妝品用滑石粉不能檢出石棉礦物。
歷史
最早在漢代的《傷寒在論》就記載了滑石研法的炮制方法以藥用。古代中國還用于雕刻印章等工藝品、織布和粉刷墻壁。20世紀初,法國、意大利等工業國家應用滑石粉作為填料用于造紙工業以改善不透明度和平滑度。20世紀70年代,陶瓷工業中引用了滑石粉原料,改善了陶瓷的性能,促使陶瓷工業得以飛躍發展。
物質結構
滑石粉,為硅酸鎂鹽類礦物滑石族滑石,主要成分為含水硅酸鎂,多含有氧化鈣、氧化鐵等雜質,其理論成分的質量百分比為63.6%的SiO2、21.89%MgO和4.75%H2O。其化學名稱為硅酸鎂一水合物,分子式為H2Mg3O12Si4,化學式為Mg3(Si4O10)(OH)2,以氧化物表示為Mg3(OH)2Si4O10。滑石結晶呈層狀構造,即兩層硅層間夾有鎂層的三明治型夾層結構,所以具有易分裂成鱗片的趨向和特殊的滑潤性。
理化性質
物理性質
滑石粉外觀呈白色或灰白色結晶性細粉末,無臭,無味,細膩潤滑,易黏附于皮膚;莫氏硬度1.0~1.5,密度2.7~2.8g/cm3,熔點926.67~982.22℃,對酸、堿、熱均十分穩定,不溶于水、氧化鈉溶液和乙醇,微溶于稀的無機酸。滑石粉具有潤滑性、抗黏性、助流性、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強等優良物理特性。
化學性質
純凈的滑石粉化學性質極不活潑,具有極大的穩定性,強酸(硫酸、硝酸、鹽酸)和強堿(氧化鉀、氧化鈉)一般都不發生化學反應。
產品分類分級
滑石粉按其用途,分為 9 個品種,詳見下表。
應用領域
造紙領域
滑石片晶具有很大的憎水性表面和親水性邊緣,在造紙工業滑石粉可以用作涂料、填料、樹脂控制添加劑和廢紙脫黏劑。滑石粉作為填料和二氧化鈦填充劑同樣有效,還有助于改善紙張的光澤、不透明度和亮度,能使紙張堅固潔白,光亮而不透明,增強對印刷油墨的吸附能力,獲得良好的色彩效果。滑石粉作為紙漿的樹脂控制添加劑,它在有水存在的條件下具備優先吸收油脂的能力,能吸收植物纖維上殘存的樹脂,阻止樹脂凝聚成粘性物質妨礙機器運轉和給紙張造成污點。用于膠黏物脫黏時,滑石片晶傾向于用其與膠黏物的憎水性作用來屏蔽膠黏物的黏著表面,故滑石粉還可以作為廢紙脫黏劑應用在廢紙再生工藝的廢紙脫墨。
陶瓷領域
在陶瓷工業領域,滑石粉既可以用于制造電瓷、建筑陶瓷、日用陶瓷,還可用于生產特種塊滑石瓷,廣泛利用滑石粉配合瓷土生產出各種性能的特殊陶瓷制品。在陶瓷工業,瓷坯中加入不同量的滑石粉可以燒制性能不同的陶瓷。例如,在瓷坯中加入少量滑石粉(1%~2%),能降低燒成溫度,加寬燒成溫度范圍,提高制品的透明度,同時能加速莫來石的生成,提高制品的機械強度和熱穩定性。在瓷坯中加入滑石粉(34% ~40%)較多時,燒成中滑石的硅酸鎂和黏土中的硅酸鋁反應生成堇青石,其膨脹系數很小,可大大提高產品的熱穩定性。當坯料中滑石粉用量達 50%或更多時,燒制后形成的斜頑火輝石,與堇青石占35%~50%,這種產品具有較高的機械強度、熱穩定性和較高的介電常數,可用于高頻絕緣材料及需要高機械強度、高絕緣性能的制品中。當坯料中滑石量占70%~90%時,所得制品稱為塊滑石制品,主要是由斜頑火輝石晶體組成,特點是具有較高的機械強度、較小的介電損失,可用于無線電儀器中的高頻及高壓絕緣材料。此外,滑石粉作為釉料的助熔劑原料,能降低釉料的熔融溫度和膨脹系數,提高釉的彈性,促使坯釉中間層的生成,從而改善制品的熱穩定性,用于乳濁釉中還可增加乳濁效果,滿足瓷釉制造對遮蓋力和白度的需求。
涂料-油漆領域
滑石粉是涂料工業使用歷史長久、用量較多的礦物填料之一。滑石粉化學性質穩定,遮蓋力強,吸油性強,分散性和粘度良好,能保持氧化鈦顏料的分散性,改善涂料流變性,增強涂膜平滑滯留性,防止流掛;增強涂層附著力,易打磨;提高漆膜的整體性、耐久性、耐水和耐酸堿性;還可以提高顏料的懸浮性、防止油漆沉淀延長貯藏期限。滑石粉主要應用于底漆和中間涂料,許多制品和閃烘底漆和運輸工具用漆優先選用滑石粉。鋼材結構用底漆可全部或部分用滑石粉,以改進涂料的沉淀性、涂膜的機械力以及再涂覆性。因此在涂料中是一種主要的顏料填充劑。
防水材料領域
滑石粉在防水材料級(FS)中可以用于生產防水卷材、防水涂料、防水油膏等防水材料。例如,石油瀝青卷材俗稱油氈,是用高軟化點的石油瀝青涂蓋紙胎兩面,再撒上滑石粉(粉氈)而形成的防水材料。建筑防水瀝青嵌縫油膏是以石油瀝青為基料,加人改性材料(廢橡膠粉和硫化魚油)稀釋劑(松焦油、松節重油和機油)及填充料(石棉絨和滑石粉)等混合制成的防水油膏。
塑料領域
滑石粉是塑料的重要充填劑。滑石粉具有疏水性的表面,與有機化合物的相容性良好;同時重疊的晶格結構,故容易被剝離;滑石粉作為塑料填充劑能改善塑料的抗化學性、耐熱性、抗沖擊強度、尺寸穩定性、堅實度、硬度、導熱系數、抗拉強度、抗蠕變能力和電絕緣性能,縮短塑料的模制周期。但是,滑石粉對材料的韌性、斷裂伸長率、熔合痕強度、長期熱老化及抗紫外線性能有不利影響。
橡膠領域
在橡膠生產中,滑石粉作為填充料和絕緣材料與橡膠混合一起制造橡膠產品和電纜橡皮,可以增強橡膠的堅固性、內部分子間的潤滑性和電絕緣性能。還可以利用滑石粉制成廉價的脫模劑;撒在橡膠制品和電纜表面,又能防止粘連。因此,橡膠用滑石粉要求成分極純,特別對鐵質、燒失量、酸不溶物、水分和粒度有嚴格限制,還要求具滑潤、質軟、耐酸堿、 耐高溫及良好的電絕緣性等物理性能。
紡織領域
在紡織工業,為減小紡織的摩擦系數可以添加滑石粉作為減擦劑。此外,超細磨滑石粉可以作為充填料和漂白粉劑。例如,麥粉布袋、糖布袋、篷布、防火布、繩索、線紗等織物中作充填料和漂白粉劑,以便增加這些織物的密實程度和抗熱、耐酸堿性能以及起到漂白和增光作用。
食品領域
食品工業用加工助劑,是指使食品加工能順利進行的各種輔助物質,與食品本身無關。在食品加工工業,滑石粉具有澄清、吸附、潤滑、脫膜的作用,可以作為潤滑劑、脫模劑、吸附劑或洗潔精,用于大米、玉米、碗豆和咖啡豆等農產品的洗滌加工;糖果、橡皮糖和口香糖防粘結的粉劑等。
醫藥、化妝領域
滑石粉本身就是中藥,還可以作為藥片制劑糖衣、藥丸和藥散的充填料。滑石粉與皮膚接觸有滑膩感,并易黏附在皮膚上,能使皮膚滑潤干燥,可以用在藥膏、防護油和癢子粉作為皮膚保護劑。滑石粉具有很好的流動性和吸附性,在化妝品中作為動、植物或礦物顏料的載體。此外,滑石粉色白、遮蓋力強和具潤滑、凈化及脫臭作用,故作為摻合料用以制造各種香粉、爽身粉、香脂和霜膏以及牙膏、肥皂、上海藥皂和香皂等。
獸藥領域
滑石粉中含有鎂原子,易與氟化物形成螯合肥,降低血中的濃度,減少機體對氟的吸收,可作為氟骨癥的解毒劑,用于治療奶牛地方性氟病(氟中毒)使用安全,療效可靠。
分布情況
滑石粉是以滑石為原料經研磨等工藝生產制成。全球滑石的遠景儲量在20億噸以上,探明儲量約8.13億噸,遍及40余個國家;儲量較大的國家有俄羅斯、中國、美國、法國、芬蘭。在中國,滑石資源豐富,分布較廣,質量優良,除海城市滑石(片狀結構)和山東掖南滑石(片狀與粒狀結構)外,山西省、湖南省、廣東省、廣西壯族自治區和湖北等省均有優質的滑石礦源,多以滑石巖或滑石片巖產出。截至2014年,中國探明滑石資源儲量2.7億噸,滑石年產量約占世界滑石產量的30%,是世界最大的滑石生產、消費和出口國。
健康危害
滑石粉對人體眼睛有刺激性,直接接觸會導致眼睛發紅和疼痛。此外,滑石粉會通過呼吸道吸入肺臟,在生產過程中長期接觸滑石粉塵引起的以肺纖維化為主的疾病,即“滑石塵肺”,滑石塵肺癥狀與其他塵肺相似,有咳嗽、胸痛和氣短,但較砂肺、石棉肺為輕,有異物肉芽腫病例可出現進行性呼吸困難。
純凈滑石粉尚無充分的人體或動物數據證實會致癌,但是滑石是次生礦物,系由含鎂的硅酸鹽或碳酸鹽蝕變而成,且因與含有石棉成分的蛇紋巖共同埋藏在地下,在自然形態下可混有不等量的一類致癌物石棉。2017年10月27日,nullnull將不含石棉或石棉狀纖維的滑石粉列入三類致癌物清單。2024年7月,世界衛生組織國際癌癥研究機構在《柳葉刀-腫瘤學》上發表文章宣布,將滑石粉列為2A類致癌物,即對人類可能致癌,但證據有限。
法規限制
《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》(GB 2760-2014)規定:滑石粉作為脫模劑、防粘劑,使用范圍限于糖果的加工工藝、發酵提取工藝,允許使用于涼果類、話化類食品,最大使用量是20.0g/kg。
《滑石粉》(GB/T 15342-2012)規定:化妝品用滑石粉不能檢出石棉礦物。
2017年10月27日,世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,不含石棉或石棉狀纖維的滑石粉在3類致癌物清單中。
制備方式
中藥炮制
取凈滑石,砸碎,碾成細粉;或取滑石粗粉,加人少量水,碾磨至細,再加人適量清水攪拌,傾出上層混懸液,下沉部分再按上法反復操作數次,合并混懸液,靜置沉淀,傾去上清液,將沉淀物曬干后再研細粉。
工業生產
滑石莫氏硬度低,可磨性好,因此超細滑石粉的生產主要采用干法工藝。滑石粉是一種工業產品,為硅酸鎂鹽類礦物滑石族滑石,主要成分為含水硅酸鎂,經粉碎后,用鹽酸處理,水洗,干燥而成。其工藝過程為:滑石塊一粗碎一干燥一中碎一細磨一超細粉磨;其生產過程:滑石塊首先由往復式給料機送入錘式碎石機進行破碎,破碎后的物料經斗式提升機和振動給料器進人立式干燥機中干燥,干燥后的物料經錘式破碎機兩次破碎后進行細磨,細磨后的物料再進行超細粉碎。
參考資料 >
Dioxosilane;oxomagnesium;hydrate.PubChem.2023-11-27
標準號:GB/T 15342-2012.國家標準全文公開系統.2023-11-28
世界衛生組織國際癌癥研究機構致癌物清單.國家藥品監督管理局.2023-11-28
關于發布《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》(GB2760-2014)等37項食品安全國家標準的公告.中華人民共和國國家衛生健康委員會.2023-11-28