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云母粉在涂料中作用簡介
2014年12月11日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:6139
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      濕法云母粉微粒(晶片)直徑與厚度的比例(徑厚比)達到80-120倍,晶片厚度僅數十納米至一百納米左右。這樣的產品具有高度的遮蓋率和紫外吸收功能,在漆膜中能形成高效的阻隔作用,使腐蝕性物質在漆膜中擴散、滲透和遷移的變得極其迂回曲折(屏蔽和迷宮效應),穿透漆膜的時間延長到3倍,從而極大地提高防腐涂料的性能。


云母粉在涂料中作用介紹:


      1)阻隔作用


      漆膜當然更是這樣。水、空氣中的氧和其它種種腐蝕性物質,以及硫酸、鹽酸、燒堿等等,都是分子體積很小的物質,要穿透漆膜,并無多大困難。一旦穿透,就會接觸基底(金屬和其它材料),將其腐蝕。而要提高漆膜的致密性,辦法有二:(1)使用高致密性樹脂(漆料、粘結劑),但是這類特種樹脂往往很貴,它們的使用收到成本的限制;(2)使用片狀填料,阻隔腐蝕性物質的滲透,即使已經滲入,也要防止它們穿透漆膜,讓它們每前進一步就必須繞過云母粉晶片,使腐蝕性物質穿透漆膜的途徑變得非常曲折迂回,穿透時間大幅度延長。這種阻隔作用也被稱作“屏蔽效應”和“迷宮效應”,對于防腐涂料來說,是至關重要的。在使用優質云母粉的情況下(晶片的徑厚比至少50倍,最好70倍以上),穿透時間一般延長3倍。由于云母粉填料比特種樹脂廉價得多,所以具有非常高的技術價值和經濟價值。(還有一個辦法是加入腐蝕抑制劑,以便中和掉滲入漆膜的腐蝕性物質,問題是腐蝕抑制劑一旦消耗殆盡,這種作用也就結束了)


      總之,使用優質云母粉是提高防腐涂料和外墻涂料等的品質和性能的重要手段。在涂裝過程中,云母晶片在漆膜固化前受到表面張力的作用而躺下,自動形成互相平行、而且與漆膜表面也平行的結構。這樣的層層排列,其取向正好與腐蝕性物質穿透漆膜的方向相垂直,阻隔作用的發揮最為充分。問題是云母粉的片狀結構必須完美,國外工業企業的內定標準是其徑厚比至少應當達到50倍,最好在70倍以上,否則效果就不理想,因為晶片越薄,單位填料用量所形成的有效阻隔面積也就越大,相反,晶片太厚的話,就無法形成多少阻隔層,而顆粒裝的填料則根本沒有這種作用。還有,如果云母晶片有穿孔、撕裂,也會嚴重影響這種阻隔作用(腐蝕性物質容易漏過去)。云母粉晶片越薄,單位填料量形成的阻隔面積越大,粒度適中(不宜追求過分細),效果就越好。


      許多專利文獻提及可使用云母粉、滑石粉、高嶺土等許多填料,用量的范圍也拉得很大(如2-90%),這無非是為了擴大專利權的覆蓋范圍,并掩蓋技術秘密和技術訣竅。滑石粉、高嶺土等的徑厚比僅僅2-6倍,即使是干法云母粉,其徑厚比也只有10倍左右,遠遠達不到50倍或70倍的要求,沒有工業應用價值。真正有工業意義的片狀填料,實際上就是濕法云母粉。


      2)改善漆膜的物理機械性能


      眾所周知,使用片狀和纖維狀填料的復合材料具有許多優異的性能,如分散應力、提高沖擊和拉伸強度、改善尺寸穩定性和抗變形性,以及改變許多物理模量等等,其機制如同混凝土中的鋼筋,有關原理已廣為人知。總之,使用濕法云母粉可以改善漆膜的一系列物理機械性能。其中的關鍵是填料的形態學特征,即片狀填料的徑厚比和纖維狀填料的長徑比,顆粒裝填料如同混凝土中的沙石,起不到鋼筋的增強作用。


      3)提高漆膜的抗磨性能


      樹脂本身的硬度都有限,而不少填料的強度也不高(如滑石粉)。相反,云母是花崗巖的成分之一,其硬度和機械強度很大。所以,涂料中加入云母粉作填料,其抗磨性能可明顯提高。車用涂料、路面涂料、機械防腐涂料、墻面涂料等偏愛使用云母粉,即是此理。


      4)絕緣性能


      云母具有極高的電阻(1012-15歐姆 · cm),本身就是最優異的絕緣材料。用云母粉來提高漆膜的絕緣性能是廣為人知的技術,故不予多說。很令人感興趣的是,它與有機硅樹脂或有機硅硼樹脂的復配物,遇到高溫時轉化為機械強度和絕緣性能良好的陶瓷性物質,因此用這類絕緣材料制成的電線、電纜,即使在火災中燒毀之后,仍然保持原有的絕緣狀態。這對于礦井、隧道、特殊建筑物、特殊設施等,是非常重要的。


      5)阻燃


      云母粉是很有價值的阻燃填料,如果配合有機鹵阻燃劑,可制得阻燃性和防火性涂料。


      6)抗紫外、紅外線性能

      

      云母具有優異的屏蔽紫外線和紅外線等的性能。所以在戶外用涂料中添加濕法云母粉,就可以大幅度提高漆膜的抗紫外線性能,延緩漆膜的老化。它的屏蔽紅外線的性能被用于配制保溫、隔熱材料(如涂料)。


      7)減少沉降


      如上所述,濕法云母粉的懸浮性能非常優異。它是極薄的微小晶片,能長久地懸浮于介質中而不會沉降分層。所以,用云母粉代替容易沉降的填料時,涂料的儲存穩定性明顯上升。


      8)熱輻射和高溫涂料


      云母有良好的紅外輻射能力,如與氧化鐵等配合,可以造成優異的熱輻射效果。最典型的例子就是在航天器涂料中的應用(使向陽面的溫度降低數十度)。許多加熱原件的涂裝,以及高溫設施的涂裝,都需要用含有云母粉的特種涂料。這類涂料可以在極高溫度下工作,如1000℃左右,此時鋼材已經紅熱,但是涂料安然無恙。


      9)光澤作用


      云母有良好的珠光性光澤,因此,使用大粒徑薄片狀云母粉產品時,可賦予材料如涂料以光澤、閃光或反光。相反,極細微的云母粉可在材料內造成反復的相互反射的作用,從而產生消光效應,因此使用小粒徑云母粉產品時產生消光作用。


      10)隔音減震作用


      云母能顯著改變材料的一系列物理模量,形成或改變材料的粘彈性。這類材料高效率地吸收振動能量、削弱震動波和聲波。另外,震動波和聲波在云母晶片之間形成反復反射,也造成削弱其能量的作用。故濕法云母粉也被用來配制消聲、隔音、減振涂料。

      

      以上介紹了10中云母粉在涂料中作用。

(粉體圈  作者:終吉)


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