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Wollastonite - Riempitivi ad alte prestazioni con proprietà di rinforzo


In sintesi: Wollastonite, il minerale naturale di silicato di calcio

La wollastonite, nota anche come spato tabulare, è un minerale del gruppo dei silicati. È stata chiamata così in onore del chimico e mineralogista inglese William Hyde Wollaston. La wollastonite viene raffinata per essere utilizzata come riempitivo in vari settori industriali, come la produzione di ceramiche, materiali da costruzione, vetro, vernici, materie plastiche e metalli. La wollastonite si trova in diverse parti del mondo, tra cui Cina, Messico, India, Spagna e USA.

Chimica e mineralogia

La wollastonite si forma a circa 450°C attraverso la reazione tra quarzo e carbonato di calcio. La struttura delle singole particelle di wollastonite è influenzata sia dalla loro origine geologica che dalla tecnologia di lavorazione applicata.

  • La struttura cristallina della wollastonite si presenta sotto forma di un inosilicato a catena.
  • La wollastonite è un minerale ampiamente diffuso con la composizione chimica CaSiO3. Appartiene alla classe dei minerali dei silicati e germanati. La sua struttura cristallina è composta da catene di (SiO3)2−legate tra loro tramite cationi di calcio.
  • La wollastonite cristallizza incolore nel sistema cristallino triclino. Si forma attraverso la metamorfosi di contatto del calcare ed è una componente integrale della roccia metamorfica Skarn.

Proprietà tecniche in sintesi

  • La wollastonite ha una durezza Mohs di 4,5 e una densità di 2,85 g/cm³.
  • Grazie al basso coefficiente di espansione termica di 7*10^-6/K nel range di temperatura da 20 a 300 °C, è adatta per applicazioni con condizioni di temperatura variabili.
  • La wollastonite mostra eccellenti proprietà di rinforzo, rendendola un materiale prezioso in vari settori industriali.
  • Inoltre, è chimicamente inerte, cioè resistente a molte sostanze chimiche.

Wollastonite di HPF: prodotti di altissima qualità

I prodotti distribuiti da HPF portano i seguenti marchi:

TREMIN®

Prodotti trattati in superficie

Rapporto lunghezza-diametro: il rapporto di aspetto della wollastonite

Il rapporto lunghezza-diametro, noto anche come "Aspect Ratio", varia a seconda dell'origine e del processo di produzione della wollastonite. Offriamo due linee di prodotti:

La linea di prodotti "Low Aspect Ratio" (LAR), rappresentata da TREMIN® 283, si distingue per le forme particellari a blocchi con un basso rapporto lunghezza-diametro di 3:1.
Al contrario, la linea di prodotti "High Aspect Ratio" (HAR), rappresentata da TREMIN® 939, presenta particelle di wollastonite fortemente aghiformi con un alto rapporto lunghezza-diametro di 8:1.

Grazie a una tecnologia di impianto speciale, la forma aghiforme della wollastonite HAR viene mantenuta anche dopo la macinazione ed è chiaramente visibile al microscopio.

TREMIN® 283 SILANIZZATO (WOLLASTONITE LAR)

TREMIN® 283

TREMIN® 939 SILANIZZATO (WOLLASTONITE HAR)

TREMIN® 939

Silanizzazione: Il trattamento in superficie della wollastonite

Attraverso una modifica superficiale mirata, è possibile ottenere una migliore protezione dalla corrosione: l'uso di wollastonite TREMIN® silanizzata nei rivestimenti in polvere a base di resina epossidica per rivestimenti esterni in metallo offre vari miglioramenti. Questi includono una maggiore efficacia nella protezione dalla corrosione, una migliore resistenza all'acqua calda, gradi di riempimento ottimizzati e una maggiore resistenza alla delaminazione catodica. Una protezione efficace dalla corrosione contribuisce a ridurre la frequenza delle operazioni di manutenzione su impianti e edifici, nonché a prevenire la sostituzione prematura di componenti che richiedono molta manutenzione e che sono spesso esposti ad alta umidità o inquinanti.

TREMIN® 939 wollastonite silanizzata incorporata in polimero

TREMIN® 939 wollastonite non trattata incorporata in polimero

IL NOSTRO WOLLASTONITE – MATERIA PRIMA IMPORTANTE PER APPLICAZIONI POLIMERICHE

La wollastonite viene utilizzata in vari settori polimerici: nei materiali plastici tecnici per l'industria automobilistica, la wollastonite contribuisce a migliorare le proprietà meccaniche. I prodotti della serie TREMIN® 283 vengono utilizzati nei fluoroelastomeri, in particolare nei paraoli, dove spiccano per la loro resistenza chimica ed elasticità.

Materiali plastici tecnici

Polipropilene

Il polipropilene viene utilizzato in una vasta gamma di applicazioni. Nei sistemi in polipropilene, le eccellenti proprietà di rinforzo della wollastonite aghiforme TREMIN® 939 sono state dimostrate per anni. In particolare, i tipi TREMIN® 939 modificati in superficie possono essere incorporati in modo ottimale nel polimero. I composti di polipropilene prodotti con TREMIN® 939 si distinguono per un'eccellente resistenza agli urti e un'elevata rigidità. Inoltre, offrono un'elevata resistenza al calore e un basso ritiro, prerequisiti per il "Zero-Gap-Design".

Termoplastici – HPF Minerals

Poliammide

La poliammide 6 e la poliammide 66 sono i materiali plastici tecnici più utilizzati al mondo. Le farine di wollastonite ad ago corto, rivestite con amino silano, TREMIN® 283, vengono utilizzate con successo da molti anni come riempitivi funzionali per poliammidi quando è richiesta l'assenza di deformazioni. Con le qualità ad ago lungo TREMIN® 939 si possono ottenere rigidità superiori. Le poliammidi così rinforzati offrono una varietà di possibilità per la costruzione di parti stampate rigide e senza deformazioni, utilizzate ad esempio in coprimozzi, coperture motore, alloggiamenti per filtri dell'aria e parti di apparecchiature elettriche. I composti rinforzati si distinguono per un'eccellente rigidità, un'elevata resistenza al calore e una stabilità dimensionale eccellente.

Termoplastici – HPF Minerals

PUR-RRIM

Le parti automobilistiche riempite con wollastonite a lungo ago TREMIN® 939 offrono elevate resistenze alla trazione, buone proprietà ottiche e una abilità per le vernici ad alta lucentezza molto buona. Con il giusto dosaggio, il modulo di elasticità può essere regolato perfettamente.

Polimeri termoindurenti – HPF Minerals

Fluoroelastomeri

I fluoroelastomeri sono materiali altamente specializzati per le applicazioni più esigenti nell'ingegneria dei motori e delle macchine, nonché nella costruzione di impianti chimici. Le nostre farine di wollastonite a corto ago, silanizzate, vengono utilizzate con successo da molti anni come riempitivi funzionali nei fluoroelastomeri, ad esempio per regolare la durezza. Nei fluoroelastomeri, i nostri prodotti TREMIN® 283 offrono anche il vantaggio di miscele chiare e colorabili. I fluoroelastomeri ottimizzati con TREMIN® 283 sono ideali per applicazioni in condizioni particolari, come ad esempio elevate sollecitazioni meccaniche e chimiche.

Elastomeri – HPF Minerals

Vernici e rivestimenti

Protezione dalla corrosione

La protezione dalla corrosione dei rivestimenti in polvere a base di resina epossidica per rivestimenti esterni in metallo viene notevolmente migliorata grazie all'uso di wollastonite silanizzata. Inoltre, le farine di wollastonite utilizzate aumentano la resistenza ai graffi e la resistenza agli agenti atmosferici. Nei rivestimenti monostrato 2K-EP, l'uso di una combinazione di riempitivi con TREMIN® 283 può sostituire completamente o parzialmente il pigmento anticorrosivo fosfato di zinco. I nostri riempitivi ad alte prestazioni offrono quindi una soluzione ecologica ed economica per formulare rivestimenti anticorrosione senza zinco, ad esempio per l'industria delle costruzioni, le attrezzature agricole, le macchine edili o le parti esposte a condizioni climatiche aggressive.

Vernici industriali – HPF Minerals

Rivestimento delle pale dei rotori offshore

Test superati con successo confermano che l'aggiunta di TREMIN® 283 con un rivestimento superficiale adattato al sistema polimerico in un sistema di rivestimento per pale di rotori migliora la resistenza alle condizioni atmosferiche avverse a velocità di rotazione più elevate.

Vernici industriali – HPF Minerals

Applicazioni tradizionali standard della wollastonite

Un'importante area di utilizzo della wollastonite è l'industria ceramica, dove il minerale migliora le proprietà meccaniche delle ceramiche bianche. A causa del suo alto punto di fusione, viene anche utilizzato come sostituto delle fibre di amianto, poiché la wollastonite non presenta rischi per la salute. Tipicamente, viene utilizzata anche negli elettrodi di saldatura, nei materiali isolanti e negli indumenti protettivi ignifughi.

Le proprietà della wollastonite

La categoria degli inosilicati, a cui appartiene la wollastonite, comprende minerali i cui anioni di silicato formano catene o nastri infiniti di tetraedri SiO4-collegati agli angoli. La struttura lineare delle catene di silicato si riflette nelle proprietà degli inosilicati. I cristalli mostrano una bassa simmetria, principalmente triclina, monoclina o ortorombica, ma mai cubica. La forma prismatica fino ad aghiforme dei cristalli si estende lungo le catene di silicato, e la sfaldatura in questa direzione è generalmente molto buona.

La wollastonite presenta proprietà interessanti: è insolubile in acqua, ma mostra una buona solubilità in acqua salata. In determinate condizioni, può fluorescere. La forma tipica varia da aghiforme a fibrosa, e il minerale può essere sia incolore che bianco latte. La sua cristallizzazione avviene nel sistema cristallino triclino. Un'altra caratteristica notevole è la bassa espansione termica della wollastonite.

La storia della wollastonite

Il termine "wollastonite" fu introdotto per la prima volta nel 1818 da J. Léman quando descrisse delle rocce. È interessante sapere che la prima descrizione del minerale avvenne già nel 1793 da parte del mineralogista austriaco Andreas Stütz nella sua opera "Neue Einrichtung der k.-k. Naturalien-Sammlung zu Wien". In quell'occasione, utilizzò il nome "Tafelspath" per il minerale.

I campioni di roccia provenivano probabilmente dalla parte rumena del Banato, anche se questo non è chiaramente documentato. Il cambio del nome da Tafelspath a wollastonite da parte di Léman avvenne in onore dei meriti scientifici del famoso naturalista inglese William Hyde Wollaston (1766-1828).

FAQ

Quali vantaggi porta la wollastonite?

La wollastonite è un minerale di silicato di calcio (CaSiO₃) con una durezza di 4,5-5 sulla scala di Mohs e una densità di circa 2,86-3,09 g/cm³. Possiede una struttura cristallina aghiforme, un'elevata resistenza chimica e una bassa espansione termica, che lo rende stabile alle temperature alte. Inoltre, la wollastonite non è solubile in acqua e presenta un'elevata bianchezza.

In quali applicazioni si può usare la wollastonite?

La wollastonite viene utilizzata nell'industria della ceramica come fondente per ridurre la temperatura di cottura e migliorare la resistenza. Nell'industria della plastica e della gomma il minerale viene impiegato come riempitivo per aumentare la rigidità e la resistenza al calore. Nelle vernici e nei rivestimenti migliora la resistenza e la copertura. 

Quali benefici ha la wollastonite?

Grazie alla sua struttura aghiforme, la wollastonite aumenta la resistenza meccanica e la rigidità delle materie plastiche e dei materiali compositi. Nei prodotti ceramici abbassa la temperatura di cottura e riduce il ritiro. Nelle vernici e nei rivestimenti migliora la resistenza agli agenti atmosferici e garantisce una superficie liscia. La sua stabilità termica lo rende ideale per applicazioni refrattarie.

Come si produce la wollastonite?

La wollastonite si forma naturalmente attraverso la metamorfosi di contatto, quando rocce calcaree come il calcare o il dolomite reagiscono con soluzioni contenenti silicio. A livello industriale, viene estratto dai giacimenti, frantumato, purificato e classificato. Per applicazioni speciali, può essere ulteriormente trattato in superficie per migliorare la sua adesione nelle materie plastiche o in altri materiali.

PIÙ INFORMAZIONI?

Per tutte le domande riguardo wollastonite siamo volentieri a vostra disposizione. Per favore non esitate a contattarci – risponderemo molto volentieri.