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机械网--湿法绢云母在涂料中的功能机理及应用

发布时间:2021-11-18 13:32:42 阅读: 来源:吊坠厂家

摘要:简述了湿法绢云母在涂料中的利用特点和对提高涂膜耐候性,涂膜强度和抗水性的影响。 关键词:涂料;绢云母;云母;屏蔽效应 1 绢云母的矿物特性 绢云母属云母类矿物,是1种片状细粒白云母。结构呈28面体,即由两层硅氧4面体和1层铝氧8面体构成,4面体的顶氧 ( 活性氧 ) 与附加阴离子 (OH- ) 位于两层6面网的中央,构成活性结晶水基团。可劈成极薄的片状,径厚比大、富弹性、耐高温 (600 ℃ 以上 ) 、耐化学品腐蚀性强,对紫外线具有极佳的屏蔽作用,外表呈丝绢光泽,手感细腻润 滑。 另外绢云母的化学组成、结构、构造与高岭土相 近,又具有粘土矿物的某些特性,即在水介质及有机溶剂中分散悬浮性好,色白粒细,有粘性等。因此,绢云母兼具云母类矿物和粘土类矿物的多种特点。利用于涂料中,可大大提高涂膜的耐候性,抗透水性,增强涂膜与基材的附着力和涂膜强度国家对危房有强拆的规定吗,改进涂膜的表观。同时染料粒子易进入绢云母的晶格层间,从而保持色采久长不褪。绢云母还具有抗藻防霉的功能,国外常常使用于船舶和海洋涂料。因此,绢云母粉对涂料而言是1种性价比极优的多功能填料。湿法绢云母是利用安徽滁州当地的良好绢云母 矿产资源,选择高品位、高白度的良好原料,通过湿法分级提纯等工艺而制得,绢云母的细鳞片状晶体 结构和丝绢光泽在加工进程中没有丝毫的损伤;同时具有较佳的疏松密度和高径厚比的显著特点,因 此湿法绢云母粉与传统干法生产的绢云母粉相比有 着本质的辨别和不可比拟的优点,见表 1 。 表 1 湿法绢云母粉与干法工艺绢云母粉比较

2 湿法绢云母在涂料中的功能作用及机理分析 在涂料中添加湿法超细绢云母粉,其功能作用 主要表现为: ( 1 ) 提高涂膜的耐候性 取用掺与不掺绢云母粉的同1颜基比同1配方的建筑涂料,进行人工耐老化实验,检测结果见表 2 。 表 2 涂料人工耐老化性检测数据表

检测结果表明,在建筑涂料中添加绢云母,涂料 的耐候性指标大幅度提高。其机理是绢云母具有极强的消光屏蔽功能,可以反射近 9o %的紫外线,而绢云母对紫外线的屏蔽作用主要与两个因素有关: (1) 晶体的偏光效应 美国的 H . S .卡茨等人认为:无机填料的消光 性能决定于矿物晶体的取向不同,取决于其吸收或 反射紫外线的能力。绢云母矿物结构属单斜晶体系,有 3 个结晶轴 A 、 B 、 C( 见图 1) , A 轴与 C 轴之间的夹角为 93 ° , B 轴垂直于 A 轴和 C 轴。绢云母有 3 个主折射率: Ng=1 . 588 ~ 1 . 615 , Nm=1 . 582 ~ 1 . 611 违章建筑被强拆可以要求赔偿吗, Np=1 . 562 ~ 1 . 572 ,光性方位: Ng 平行于 B 轴, Nm 与 A 轴之间有 3 ° 夹角, Np 平行于 C 轴。光率体图 ( 图 1 中心 ) :由Ng—Np( 直立面 ) , Nm — Ng( 水 平面 ) , Nm — Np( 纵切面 )3 个椭圆切面组成, Ng — Np 椭圆切面有 2 个光轴,称为光轴面 (Ng — Np) ,以 Np(C 轴 ) 为平分线,夹角 2V : 15 ° ~ 30 ° ,白云母的光轴为 30 ° ~ 50~ ° 无机矿物的消光作用程度与光轴角有关,光轴角越大昏暗度越浅,干涉色越高;光轴角越 小,昏暗度越高,消光作用越好。所以绢云母矿物屏 蔽紫外线、微波的作用要好过白云母,比其它无机填料更优越。图 1 绢云母结晶体与光率体之间的光性方位图

另外遮光效应与矿物的排列有序度有关,颗粒状、纤维状矿物在涂膜中排列无序,取向随意。而片状绢云母在涂膜中具有高度的定向性,1般为 平行排列,上下堆叠,当上下两薄片的光轴面 (Ng — Np) 相互垂直时将会产生全消光,斜交时产生干涉色。(2) 层间水分子的干涉效应 绢云母晶体中含有结晶水,比白云母高 2 % ,结晶水的折光率为 1 . 33 而铝硅酸盐的折光率为 1 . 522 ~ 1 . 615 ,2者相差较大,折光效应较强,绢云母结构中层与层之间间距约为 100 nm ,与紫外线和微波的波长相近。当自然光穿过绢云母晶体时,因 晶体偏光振动,将光分解成光速不等的 Ng 、 Np 两偏光,再穿层时再分解,导致№ 、 Np 相重合在1个偏 振面上,偏振光能量逐次衰减至 0 时,则完全屏蔽,出现消光。 ( 2 ) 提高涂膜的机械性能和抗透水性 在涂料中添加湿法超细绢云母粉,涂膜的表观光泽和机械性能均有所提高,特别是抗透水性同比 提高 3 倍以上。其机理主要是绢云母具有高纵横比的晶体片状结构,而且不管超细至何种程度均为片 状结构。无机矿物在涂料中对涂膜强度,遮盖力的作用与矿物的物理形状有关,1般按以下顺序递减: 片状 > 纤维状 > 柱状 > 粒状,另外绢云母具有活性羟基基团,容易与乳胶液、溶剂中分子链相结合、缠 连,在涂膜中平行排列,上下堆叠,使涂膜内部构成 1 种致密的层网状结构,从而大大提高了涂膜的抗渗透性和涂膜强度。 3 湿法绢云母在涂料中的利用 3 . 1 抗屏蔽性能利用 在大量使用的铝粉漆中,如油罐表面漆,1般单 独使用浮型铝粉漆用于防护及抗屏蔽,使用期限在 1 年左右,漆膜即失光老化并开始龟裂,加入 5 % ~8 %的绢云母后,漆膜可保持 3 年基本无变化 ( 色采 略发暗 ) ,具体检测结果见表 3 。表 3 醇酸铝粉漆光泽实验及检测结果

3 . 2 抗透水性利用 绢云母对耐水要求较高的油漆体系 ( 如各种防锈底漆 ) 能显著提高其耐水性能,在底漆中加入 3 %~ 5 %的绢云母,实验结果见表 4 。表 4 耐盐水性检测结果 (5 % 的 NaCI 水溶液 )

在1些工程类底漆中 ( 如双组分环氧底漆、聚氨酯底漆 ) ,用氧化锌:绢云母 =0.5:1 的比例按 8 %左右的比例加入,同时减少沉淀硫酸钡、滑石粉的用 量,在保持打磨性不变的情况下,能显著提高防腐蚀性能,同时可提高涂料的防沉降性。大日本帝国化工公司在重防腐涂料体系中推荐使用绢云母,其具体使用方法是:磷酸锌 ( 磷酸铝 ) :氧化锌:绢云母 = 1 :0.25 :1.25 ,效果显著。另外,目前在普通油漆中,为了防沉淀,各生产厂家大量使用有机膨润土来改进涂料的沉淀性,但膨润土用量太大,严重影响漆膜的致密性,使其耐水性变差,使用量太小又达不到防沉效果。如果用绢云母取代有机膨润土,既可防沉淀,同时又提高耐水性.并且使用方法简单,可直接加入,而无需像有机膨润土使用前需制备预凝胶,简化了涂料生产工艺。 4 结语 绢云母作为1种新开发的非金属矿品种,国外早在 20 世纪 80 年代就将其作为功能性填料而广泛利用于各类涂料中,而在国内由于非金属矿的开发利用起步较晚,绢云母的利用遭到加工技术、利用技术的制约,特别是干法加工的绢云母产品其片状结 构遭到破坏,同时没法剔除与云母相伴生的石英等 杂质,影响了绢云母在涂料中利用功能的发挥。滁州格锐矿业有限公司在美国 MI 矿物公司的技术支持下,在国内第1家采取湿法选矿超细精加工生产的格锐湿法超细绢云母粉,广泛利用于各类防腐涂 料、建筑涂料、粉末涂料及其它多功能涂料中。随着涂料工业的发展和产品理念的提升,绢云母将越来越受 到重视而被广泛选用。 (end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章