Leistungseigenschaften von Wollastonit

Wollastonit gehört zu den einkettigen Silikaterzen mit der Summenformel Ca₃[Si₃O₉] und kommt üblicherweise in Form von Fasern, Nadeln, Plättchen oder strahlenförmigen Partikeln vor. Er ist überwiegend weiß bis gräulich-weiß und besitzt einen gewissen Glanz. Aufgrund seiner einzigartigen Kristallmorphologie weist Wollastonit gute Isolations- und dielektrische Eigenschaften sowie eine hohe Beständigkeit gegenüber Hitze und Witterungseinflüssen auf. Diese Eigenschaften sind die Grundlage für die vielfältigen Marktanwendungen von Wollastonit.

1. Beschichtungen
Wollastonit ist aufgrund seines hohen Brechungsindex, seiner starken Deckkraft und seiner geringen Ölaufnahme ein funktioneller Füllstoff für Bau-, Korrosionsschutz-, wasser- und feuerfeste Beschichtungen. Es verbessert effektiv die mechanischen Eigenschaften von Beschichtungen, wie z. B. Wasch-, Witterungs-, Riss- und Biegefestigkeit sowie Korrosions-, Witterungs- und Hitzebeständigkeit. Besonders geeignet ist es für die Herstellung hochwertiger weißer und klarer sowie transparenter Farbanstriche. Ohne die Deckkraft und Waschbarkeit der Beschichtung zu beeinträchtigen, kann Wollastonit 20–30 % Titandioxid in Latex-Innenwandfarben ersetzen, den pH-Wert des Systems verbessern und die Produktionskosten der Beschichtung senken.

2. Keramik
Wollastonit findet breite Anwendung in Keramikprodukten wie glasierten Fliesen, Gebrauchs-, Sanitär-, Kunst- und Spezialkeramik, Filterkeramik, Glasuren, isolierender Hochfrequenzkeramik, leichten Keramikformen und Elektrokeramik. Es verbessert den Weißgrad, die Wasseraufnahme, die hygroskopische Ausdehnung und die Beständigkeit gegen schnelles Abkühlen und Erhitzen von Keramikprodukten. Dadurch erhalten die Produkte ein glatteres und glänzenderes Aussehen sowie eine höhere Festigkeit und Druckbeständigkeit. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wollastonit in der Keramik folgende Funktionen erfüllt: Senkung der Brenntemperatur und Verkürzung des Brennvorgangs; Verringerung der Sinterschrumpfung und von Produktfehlern; Reduzierung der hygroskopischen Ausdehnung des Rohlings und der thermischen Ausdehnung während des Brennvorgangs; Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Produkts.

3. Gummi
Wollastonit kann in hellem Kautschuk große Mengen an Titandioxid, Ton und Lithopon ersetzen, wodurch es eine verstärkende Wirkung entfaltet, die Deckkraft weißer Farbstoffe verbessert und somit einen Weißungseffekt erzielt. Insbesondere nach organischer Modifizierung weist die Oberfläche von Wollastonit nicht nur Lipophilie auf, sondern kann aufgrund der Doppelbindungen der Natriumoleat-Moleküle, die als Behandlungsmittel dienen, auch an der Vulkanisation teilnehmen, die Vernetzung verstärken und die Verstärkungswirkung erheblich steigern.

4. Kunststoff
Der hohe Widerstand, die niedrige Dielektrizitätskonstante und die geringe Ölaufnahme von Wollastonit machen seine Vorteile in der Kunststoffindustrie deutlicher als die anderer nichtmetallischer mineralischer Werkstoffe. Insbesondere nach Modifizierungen wird die Kompatibilität von Wollastonit mit Kunststoffen erheblich verbessert, wodurch die Kunststoffeigenschaften effektiv optimiert und die thermische Stabilität, die niedrige Dielektrizitätskonstante, die geringe Ölaufnahme und die hohe mechanische Festigkeit des Produkts gewährleistet werden. Zudem können die Produktkosten gesenkt werden. Wollastonit wird hauptsächlich bei der Nylonherstellung eingesetzt, da es die Biege- und Zugfestigkeit erhöht, die Feuchtigkeitsaufnahme reduziert und die Dimensionsstabilität verbessert.

5. Papierherstellung
Wollastonit besitzt einen hohen Brechungsindex und einen hohen Weißgrad und kann als Füllstoff die Opazität und den Weißgrad von Papier erhöhen. In der Papierherstellung wird Wollastonit eingesetzt, und das entstehende Wollastonit-Pflanzenfasernetzwerk weist eine mikroporösere Struktur auf, was die Tintenaufnahme des Papiers verbessert. Gleichzeitig erhöht die verbesserte Glätte und die reduzierte Transparenz die Bedruckbarkeit des Papiers. Wollastonit stört die Bindung der Pflanzenfasern, wodurch diese unempfindlicher gegenüber Feuchtigkeit werden, ihre Hygroskopizität und Verformung reduziert und die Dimensionsstabilität des Papiers erhöht wird. Je nach Papieranforderung variiert die Füllmenge von Wollastonit zwischen 5 % und 35 %. Der Weißgrad, die Dispergierbarkeit und die Verlaufseigenschaften von ultrafeinem Wollastonitpulver wurden deutlich verbessert, sodass es Titandioxid als Papierfüllstoff ersetzen kann.

6. Metallurgische Schutzschlacke
Wollastonit zeichnet sich durch einen niedrigen Schmelzpunkt, eine geringe Viskosität bei hohen Temperaturen und gute Isoliereigenschaften aus und wird daher häufig als Schutzschlacke beim Stranggießen eingesetzt. Im Vergleich zu Schutzschlacken ohne Wollastonit bietet metallurgische Schutzschlacke auf Wollastonitbasis folgende Vorteile: stabile Leistung und breite Anwendbarkeit; sie enthält kein Kristallwasser und weist einen geringen Glühverlust auf; sie besitzt ein hohes Adsorptions- und Auflösungsvermögen für Einschlüsse; sie ist prozessstabil; sie besitzt hervorragende metallurgische Eigenschaften; sie ist hygienischer, gesünder und umweltfreundlicher; sie kann die Qualität und Effizienz der Stranggießproduktion verbessern.

7. Reibmaterial
Wollastonit besitzt nadelartige Eigenschaften, eine geringe Wärmeausdehnung und eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit und ist daher ein idealer Ersatz für kurzfaserigen Asbest. Die durch den Ersatz von Asbest durch Wollastonit mit hohem Reibungskoeffizienten hergestellten Reibmaterialien werden hauptsächlich in Bereichen wie Bremsbelägen, Ventilstopfen und Kupplungen eingesetzt. Tests bestätigen durchweg gute Leistung, und Bremsweg und Lebensdauer erfüllen die entsprechenden Anforderungen. Darüber hinaus lässt sich Wollastonit auch zu Filz ähnlich Mineralwolle und verschiedenen Asbestersatzstoffen wie Schalldämmung verarbeiten. Dies reduziert den Asbestverbrauch erheblich und trägt zum Umweltschutz und zur Sicherung der menschlichen Gesundheit bei.

8. Schweißelektrode
Die Verwendung von Wollastonit als Beschichtungszusatz für Schweißelektroden dient als Schmelzhilfsmittel und Schlackenbildner, unterdrückt Entladungen beim Schweißen, reduziert Spritzer, verbessert die Schlackenfließfähigkeit, sorgt für eine saubere und ansprechende Schweißnaht und erhöht die mechanische Festigkeit. Wollastonit liefert zudem Calciumoxid für das Flussmittel der Schweißstäbe und führt Siliciumdioxid zu, wodurch eine hochalkalische Schlacke entsteht. Dies reduziert Brennporen und andere Defekte an den Verbindungen. Die Zugabemenge beträgt üblicherweise 10–20 %.