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云母粉在涂料中作用简介
2014年12月11日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:6218
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      湿法云母粉微粒(晶片)直径与厚度的比例(径厚比)达到80-120倍,晶片厚度仅数十纳米至一百纳米左右。这样的产品具有高度的遮盖率和紫外吸收功能,在漆膜中能形成高效的阻隔作用,使腐蚀性物质在漆膜中扩散、渗透和迁移的变得极其迂回曲折(屏蔽和迷宫效应),穿透漆膜的时间延长到3倍,从而极大地提高防腐涂料的性能。


云母粉在涂料中作用介绍:


      1)阻隔作用


      漆膜当然更是这样。水、空气中的氧和其它种种腐蚀性物质,以及硫酸、盐酸、烧碱等等,都是分子体积很小的物质,要穿透漆膜,并无多大困难。一旦穿透,就会接触基底(金属和其它材料),将其腐蚀。而要提高漆膜的致密性,办法有二:(1)使用高致密性树脂(漆料、粘结剂),但是这类特种树脂往往很贵,它们的使用收到成本的限制;(2)使用片状填料,阻隔腐蚀性物质的渗透,即使已经渗入,也要防止它们穿透漆膜,让它们每前进一步就必须绕过云母粉晶片,使腐蚀性物质穿透漆膜的途径变得非常曲折迂回,穿透时间大幅度延长。这种阻隔作用也被称作“屏蔽效应”和“迷宫效应”,对于防腐涂料来说,是至关重要的。在使用优质云母粉的情况下(晶片的径厚比至少50倍,最好70倍以上),穿透时间一般延长3倍。由于云母粉填料比特种树脂廉价得多,所以具有非常高的技术价值和经济价值。(还有一个办法是加入腐蚀抑制剂,以便中和掉渗入漆膜的腐蚀性物质,问题是腐蚀抑制剂一旦消耗殆尽,这种作用也就结束了)


      总之,使用优质云母粉是提高防腐涂料和外墙涂料等的品质和性能的重要手段。在涂装过程中,云母晶片在漆膜固化前受到表面张力的作用而躺下,自动形成互相平行、而且与漆膜表面也平行的结构。这样的层层排列,其取向正好与腐蚀性物质穿透漆膜的方向相垂直,阻隔作用的发挥最为充分。问题是云母粉的片状结构必须完美,国外工业企业的内定标准是其径厚比至少应当达到50倍,最好在70倍以上,否则效果就不理想,因为晶片越薄,单位填料用量所形成的有效阻隔面积也就越大,相反,晶片太厚的话,就无法形成多少阻隔层,而颗粒装的填料则根本没有这种作用。还有,如果云母晶片有穿孔、撕裂,也会严重影响这种阻隔作用(腐蚀性物质容易漏过去)。云母粉晶片越薄,单位填料量形成的阻隔面积越大,粒度适中(不宜追求过分细),效果就越好。


      许多专利文献提及可使用云母粉、滑石粉、高岭土等许多填料,用量的范围也拉得很大(如2-90%),这无非是为了扩大专利权的覆盖范围,并掩盖技术秘密和技术诀窍。滑石粉、高岭土等的径厚比仅仅2-6倍,即使是干法云母粉,其径厚比也只有10倍左右,远远达不到50倍或70倍的要求,没有工业应用价值。真正有工业意义的片状填料,实际上就是湿法云母粉。


      2)改善漆膜的物理机械性能


      众所周知,使用片状和纤维状填料的复合材料具有许多优异的性能,如分散应力、提高冲击和拉伸强度、改善尺寸稳定性和抗变形性,以及改变许多物理模量等等,其机制如同混凝土中的钢筋,有关原理已广为人知。总之,使用湿法云母粉可以改善漆膜的一系列物理机械性能。其中的关键是填料的形态学特征,即片状填料的径厚比和纤维状填料的长径比,颗粒装填料如同混凝土中的沙石,起不到钢筋的增强作用。


      3)提高漆膜的抗磨性能


      树脂本身的硬度都有限,而不少填料的强度也不高(如滑石粉)。相反,云母是花岗岩的成分之一,其硬度和机械强度很大。所以,涂料中加入云母粉作填料,其抗磨性能可明显提高。车用涂料、路面涂料、机械防腐涂料、墙面涂料等偏爱使用云母粉,即是此理。


      4)绝缘性能


      云母具有极高的电阻(1012-15欧姆 · cm),本身就是最优异的绝缘材料。用云母粉来提高漆膜的绝缘性能是广为人知的技术,故不予多说。很令人感兴趣的是,它与有机硅树脂或有机硅硼树脂的复配物,遇到高温时转化为机械强度和绝缘性能良好的陶瓷性物质,因此用这类绝缘材料制成的电线、电缆,即使在火灾中烧毁之后,仍然保持原有的绝缘状态。这对于矿井、隧道、特殊建筑物、特殊设施等,是非常重要的。


      5)阻燃


      云母粉是很有价值的阻燃填料,如果配合有机卤阻燃剂,可制得阻燃性和防火性涂料。


      6)抗紫外、红外线性能

      

      云母具有优异的屏蔽紫外线和红外线等的性能。所以在户外用涂料中添加湿法云母粉,就可以大幅度提高漆膜的抗紫外线性能,延缓漆膜的老化。它的屏蔽红外线的性能被用于配制保温、隔热材料(如涂料)。


      7)减少沉降


      如上所述,湿法云母粉的悬浮性能非常优异。它是极薄的微小晶片,能长久地悬浮于介质中而不会沉降分层。所以,用云母粉代替容易沉降的填料时,涂料的储存稳定性明显上升。


      8)热辐射和高温涂料


      云母有良好的红外辐射能力,如与氧化铁等配合,可以造成优异的热辐射效果。最典型的例子就是在航天器涂料中的应用(使向阳面的温度降低数十度)。许多加热原件的涂装,以及高温设施的涂装,都需要用含有云母粉的特种涂料。这类涂料可以在极高温度下工作,如1000℃左右,此时钢材已经红热,但是涂料安然无恙。


      9)光泽作用


      云母有良好的珠光性光泽,因此,使用大粒径薄片状云母粉产品时,可赋予材料如涂料以光泽、闪光或反光。相反,极细微的云母粉可在材料内造成反复的相互反射的作用,从而产生消光效应,因此使用小粒径云母粉产品时产生消光作用。


      10)隔音减震作用


      云母能显著改变材料的一系列物理模量,形成或改变材料的粘弹性。这类材料高效率地吸收振动能量、削弱震动波和声波。另外,震动波和声波在云母晶片之间形成反复反射,也造成削弱其能量的作用。故湿法云母粉也被用来配制消声、隔音、减振涂料。

      

      以上介绍了10中云母粉在涂料中作用。

(粉体圈  作者:终吉)


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