导读 众所周知,膨润土已在国内外工农业生产24个领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。膨润土中主要矿物是蒙脱石,蒙脱石的基本机构形式是TOT型,即两层硅氧四面体中夹一层铝氧八面体构成层状结构。这种特殊的层状结构赋予了膨润土特殊的性能,如吸水性,膨胀性,触变性,流变性等。这些性能都使得它在涂料行业中有着良好的应用。
涂料是一种材料,这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜,又称漆膜或涂层。
1、按产品的形态可分为液态涂料、粉末型涂料、高固体分涂料。
2、按溶剂类型可分为油性涂料(溶剂型涂料)、水性涂料。
3、按用途可分为建筑涂料、罐头涂料、汽车涂料、飞机涂料、家电涂料、木器涂料、桥梁涂料、塑料涂料、纸张涂料、船舶涂料、风力发电涂料、核电涂料、管道涂料、钢结构涂料、橡胶涂料、航空涂料等。
4、按涂料性能可分为防腐蚀涂料、防锈涂料、绝缘涂料、抗石击涂料、耐高温涂料、耐老化涂料、耐酸碱涂料、耐化学介质涂料等。
5、按照构成物质可分为有机合成涂料和无机涂料
涂料一般由四种基本成分:成膜物质(树脂、乳液)、颜料(包括体质颜料)、溶剂和添加剂(助剂)。其中颜料在涂料中主要起到赋予涂层色彩和提供遮盖力的作用。颜料可以分为着色颜料和体质颜料,前者主要负责色彩表现,而体质颜料也称填料,主要用于改善涂层的厚度和功能性,非金属矿粉体在涂料中大多用作体质颜料,广义的讲包括钛白粉(锐钛型和金红石型)﹑碳酸钙﹑硫酸钡(沉淀型和天然重晶石型)﹑滑石粉﹑高岭土、海泡石、凹凸棒、膨润土﹑硅藻土、沸石、硅微粉、长石、云母、石墨等。
近年来,随着非金属矿行业的加工工艺的不断发展与进步,人们不再仅仅关注矿物填料的骨架填充作用,而是更多地关注其功能性,如增加硬度、提高遮盖、耐腐蚀性以及耐热温度等功能,因此非金属矿物填料在涂料中的应用也受到了越来越多的重视,非金属矿物的功能性也由此体现。
膨润土中主要矿物是蒙脱石,蒙脱石的基本机构形式是TOT型,即两层硅氧四面体中夹一层铝氧八面体构成层状结构。这种特殊的层状结构赋予了膨润土特殊的性能,如吸水性,膨胀性,触变性,流变性等。这些性能都使得它在涂料行业中有着良好的应用。
涂料在加工过程中一般都需要加入流变助剂,它不仅可以影响涂料的表观粘度,且对涂料的触变性影响较大。涂料在储存阶段,希望具有相对高的体系粘度,有利于涂料的储存稳定;在施工阶段,希望具有较低的体系粘度,有利于施工;在涂料成膜过程中,希望有较高的粘度,防止颜料沉淀和涂膜流挂。膨润土作为一种增稠流变助剂,在涂料领域有着广泛的应用。
膨润土在涂料中主要是作为助剂来使用,如增稠剂、防沉剂、分散剂等,其添加量一般在0.2%-2%之间,对涂料的其他性能影响不是很大,主要是防止涂料中颜填料的沉降。钙基膨润土和钠基膨润土主要用在水性涂料中,而有机膨润土主要用在溶剂型的涂料中,锂基膨润土可用于水性涂料中,其效果优于钠基膨润土但价格较高。
膨润土在涂料应用中的5大作用
1具有增稠作用:膨润土在水中形成絮状物质,具有增稠作用,它的分子基团能与涂料中的有机基料结合,能增强涂层的耐水性,提高涂层的强度和附着力。
2提升稳定性:膨润土在水介质中具有良好的悬浮性和分散性,使涂料不易沉淀,不易分层,颜色均匀,从而改善涂料悬浮液的稳定性,而且涂刷性能好,能形成厚薄均匀、平整光滑的涂层。基于这点,涂料中可加入一些重质碳酸钙,从而降低成本。
3降低成本:膨润土具有一定的黏合力和遮盖力,且价格低廉,把它加到聚乙烯醇系列胶水中,可使聚乙烯醇和它的填料(如轻质碳酸钙)的用量大为减少,使产品成本降低。
4 分散剂和乳化剂:膨润土具有优良的亲水性、塑性、膨胀性、黏结性,可与适量的水结合成胶体,在水中能释放出带电离子,这种离子间的电斥性,使它涂料中起到分散剂的作用。在防水涂料中,高速运动中的膨润土胶粒与热沥青发生碰撞、切割,将沥青破碎、胶化。已胶化的沥青颗粒内的极性物质对膨润土微粒发生吸附作用,使沥青颗粒表面形成胶体水化膜,降低了沥青与水的界面张力,阻止沥青颗粒重新凝聚,从而形成稳定的分散相,起到了乳化剂的作用。
5提升耐寒性能:膨润土具有耐寒性,所配制的涂料在冬季较低温度下仍可使用。
在涂料应用中带来的4大缺陷
1、对于有机膨润土来说由于改性时引入的阳离子有机物不同,而使有机膨润土对溶剂的适应性也不同,导致有些有机膨润土会在高极性溶剂环境下破坏或干扰氢键,而造成体系的防沉效果不理想。
2、膨润土是粉状的流变助剂,在添加时有一定的困难,可能会出现难分散的现象,特别对于在实验室的小型实验,在温度和分散上很难把握,所测到的数据有较大的误差。
3、膨润土对涂膜的光泽有较大的影响,当膨润土的用量达到配方总量的20%时,涂层失光严重,且表面干涸、易开裂、发脆。
4、膨润土的白度较低,且对涂料的流平性有不良影响。
虽然在目前的应用中,膨润土在涂料应用中还存在一些问题,但是膨润土在我国的储量丰富,且用膨润土替代部分有机助剂生产出的涂料在价格上有着绝对的优势,随着改性工艺的日趋成熟,在不久的将来,如果膨润土能达到提高涂料应用性能的同时,又能降低涂料的生产成本,必会具有广阔的发展前景。
粉体培训
2024年非金属矿粉体加工及应用技术培训(第五期)
8.28-30日 北京
(一)非金属矿粉体绿色加工工艺
1. 粉体超细粉碎与分级
2. 粉体的分散与助磨
3. 典型粉体加工工艺路线与设备选择
4. 粉体的干燥与打散
5. 矿山及车间除尘系统
6. 优秀企业生产案例分享
(二)粉体表面改性技术
1. 粉体表面改性的原理和方法
2. 表面改性剂及其用法
3. 表面改性工艺与设备
4. 过程控制与产品检测
5. 典型粉体表面改性过程中常见问题分析
6. 表面改性粉体的应用
(三)无机粉体在塑料中的应用
1. 塑料行业概况
2. 塑料填充改性和母粒制备技术
3. 无机材料在降解塑料中的应用及发展趋势
4.无机粉体在阻燃塑料中的应用及发展趋势
(四)无机粉体在涂料中的应用
1. 涂料的组成及特点
2. 颜填料在涂料中的主要作用
3. 颜填料影响涂料性能的主要因素
4. 涂料对颜填料的要求
5. 颜填料稳定分散
6. 颜填料的改性
7. 颜填料与漆料之间的界面作用
8. 颜填料在涂料中的遮盖力问题