湿法绢云母在涂料中的功能机理及应用

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1、湿法绢云母在涂料中的功能机理及应用文字：[大][中][小]2011-12-17  浏览次数：51绢云母的矿物特性   绢云母属云母类矿物，是一种片状细粒白云母。结构呈二八面体，即由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体构成，四面体的顶氧(活性氧)与附加阴离子(OH-)位于两层六面网的中央，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

2、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。应用于涂料中，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，改善涂膜的表观。同时染料粒子易进入绢云母的晶格层间，从而保持颜色长久不褪。绢云母还具有抗藻防霉的功能，国外常用于船舶和海洋涂料。因此，绢云母粉对涂料而言是一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优质绢云母矿产资源，选择高品位、高白度的优质原料，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

3、加工过程中没有丝毫的损伤；同时具有较佳的松散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区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点击此处查看全部新闻图片     在大量使用的铝粉漆中，如油罐表面漆，一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(颜色略发暗)，具体检测结果见表3。   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

4、粉，其功能作用主要表现为：   (一)提高涂膜的耐候性   取用掺与不掺绢云母粉的同一颜基比同一配方的建筑涂料，进行人工耐老化试验，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

5、，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，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

6、的消光作用程度与光轴角有关，光轴角越大灰暗度越浅，干涉色越高；光轴角越小，灰暗度越高，消光作用越好。所以绢云母矿物屏蔽紫外线、微波的作用要好于白云母，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点击此处查看全部新闻图片   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，一般为平行排列，上下重叠，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

7、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1．522～1．615，两者相差较大，折光效应较强，绢云母结构中层与层之间间距约为100nm，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相重合在一个偏振面上，偏振光能量逐次衰减至0时，则完全屏蔽，出现消光。   (二)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，尤其是抗透水性同比提高3倍以上。其机理主

8、要是绢云母具有高纵横比的晶体片状结构，而且无论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，一般按下列顺序递减：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，上下重叠，使涂膜内部形成一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