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滁州格銳礦業(yè)有限責(zé)任公司 2006-07-03 點擊2802次
摘 要 ：簡述了絹云母的礦物特征、光學(xué)性能、結(jié)構(gòu)特征，并就絹云母的在外墻涂料中的應(yīng)用，探討了絹云母對涂料耐侯性能的影響。 關(guān)鍵詞 ：濕法絹云母；涂料；外墻涂料；耐侯性； 1、引言 近年來，隨著建筑外墻涂料快速發(fā)展以及在建筑工程中的應(yīng)用，對外墻涂料的性能要求也越來越高；其發(fā)展的方向就是開發(fā)高性能外墻建筑涂料，這里的高性能主要是指涂料的“三高一低”，“三高一低即高耐侯性、高耐沾污性和高保色性和低毒性，這些性能是一般建筑尤其是高層建筑對所用涂料的基本要求。國外住宅的裝修，一般都在2~3年便要復(fù)涂一次，因此，對涂料的耐侯性要求并不是太高。而我國的傳統(tǒng)習(xí)慣，則希望建筑物的外墻裝飾持久性越長越好，一般的也要能保持在3~10年以上，顯然，在我國，涂料的耐侯性指標(biāo)尤為重要。 外墻涂料的耐侯性如果要保持在8~10年以上，就必須研究涂料使用的原材料具備優(yōu)異的耐侯性能，提升乳液性能，增加鈦白粉比例均為有效途徑，但成本也隨之大幅度的提高[2]。如何解決涂料的耐侯性和成本的矛盾是涂料業(yè)內(nèi)人士一直研究的問題，使用新型材料是一條有效的途徑，現(xiàn)在有很多企業(yè)的在涂料中使用絹云母產(chǎn)品來解決此問題，反饋情況良好。本文通過對絹云母材料的基本性能，以及對外墻涂料中的應(yīng)用作一淺晰探討供大家參考。 2、絹云母材料的基本性能 2.1 絹云母材料的物理性能 絹云母（ Sericite）是一種天然細(xì)粒白云母，是層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，可劈成極薄的片狀，片厚可達(dá)1u以下（理論上可削成0.001u），徑厚比大；抗磨性和耐磨性好；耐熱絕緣，難溶于酸堿溶液，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。另外絹云母的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與高嶺土相近，又具有粘土礦物的某些特性，即在水介質(zhì)及有機(jī)溶劑中分散懸浮性好，色白粒細(xì)，有粘性等。因此，絹云母兼具云母類礦物和粘土類礦物的多種特點。 2.2 絹云母材料的光學(xué)特性 絹云母具有極強(qiáng)的消光屏蔽功能，可以吸收 80%以上的紫外線（見圖1：鈦白粉、絹云母等顏填料紫外光吸收測定圖），絹云母對紫外線的屏蔽作用主要與三個因素有關(guān)： 1、無機(jī)礦物的消光作用程度與光軸角有關(guān)，光軸角越大灰暗度越淺，干涉色越高；光軸角越小，灰暗度越高，消光作用越好。 絹云母礦物結(jié)構(gòu)屬單斜晶體系，有三個結(jié)晶軸，光軸角僅為15-30°。 2、遮光效應(yīng)與礦物的排列有序度有關(guān)，顆粒狀、纖維狀礦物在涂膜中排列無序，取向隨意。而片狀絹云母在涂膜中具有高度的定向性，一般為平行排列，上下重疊，當(dāng)上下兩薄片的光軸面相互垂直時將會產(chǎn)生全消光，斜交時產(chǎn)生干涉色。 3、絹云母結(jié)構(gòu)中層與層之間間距約為10?，與紫外線和微波的波長相近。當(dāng)自然光穿過絹云母晶體時，因晶體偏光振動，偏振光能量逐次衰減至零時，則完全屏蔽，出現(xiàn)消光。 2.3 絹云母的晶體結(jié)構(gòu)特性 絹云母具有高縱橫比的晶體片狀結(jié)構(gòu)，而且無論超細(xì)至何種程度均為片狀結(jié)構(gòu)。無機(jī)礦物在涂料中對涂膜強(qiáng)度、耐水性的作用與礦物的物理形狀有關(guān)，一般按下列順序遞減：片狀、纖維狀、柱狀、粒狀，另外絹云母具有活性羥基基團(tuán)，容易與乳膠液、溶劑中分子鏈相結(jié)合、纏連。在涂膜中平行排列，上下重疊，使涂膜內(nèi)部形成一種致密的層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而大大提高了涂膜的抗?jié)B透性和涂膜強(qiáng)度。 3．絹云母在外墻涂料中的應(yīng)用實例及對涂料耐侯性能探討 在涂料體系中，添加絹云母粉，可以屏蔽紫外光照射、增強(qiáng)涂層的綜合機(jī)械性能，提高涂層的耐侯性，延遲粉化、變色、抗龜裂。 3.1 絹云母對外墻乳膠漆耐侯性能的貢獻(xiàn) 3.1 實驗外墻乳膠涂料體系配方： 絹云母粉在外墻乳膠涂料中的試驗配方 原料名稱 規(guī)格或產(chǎn)地 質(zhì)量 原料名稱 規(guī)格或產(chǎn)地 質(zhì)量 去離子水 自制 200 滑石粉 1000目 60 分散劑 DP512、德謙 3 群青 工業(yè) 適量 消泡劑 080、德謙 2 羥乙基纖維素 工業(yè) 5 丙二醇 進(jìn)口 10 乳液 ES 322A 360 鈦白粉 R-902、杜邦 160 增稠劑 WT -105A 、德謙 10 重鈣粉 800目 100 PH調(diào)節(jié)劑 DATE、德謙 1 絹云母粉 不定 0/50 丙二醇丁醚 進(jìn)口 20 3.2人工耐老化測試，檢測結(jié)果： 空白與添加不同規(guī)格絹云母粉的性能測試表 絹云母 時間 未添加 GA-2 GA-4 干法絹云母 伊利石絹云母 400H 外觀 不起泡、不剝落、無裂紋 變色 2 1 1 1 2 粉化 1 0 0 1 1 600H 外觀 起泡、剝落 不起泡、不剝落、無裂紋 起泡、剝落 起泡、有裂紋 變色 2 2 1 2 2 粉化 3 1 0 3 2 備注： GA-2/4為濕法絹云母粉的規(guī)格；本試驗按GB/T 1865 規(guī)定進(jìn)行，結(jié)果評定按GB/T 1766進(jìn)行 3.3 結(jié)果分析： 從以上試驗數(shù)據(jù)可以看出：在外墻乳膠涂料中添加絹云母，能使涂膜的耐候性大大提高，并且干法絹云母粉、伊利石絹云母粉對耐候性的貢獻(xiàn)與濕法絹云母相比，也有一定的差距。 3.4 討論部分 3.4.1 絹云母粉具有屏蔽紫外線功能，其中濕法絹云母的性能尤為突出，對涂料的耐候性能的提高起到一定的作用；同時在使用絹云母產(chǎn)品時要考慮其屏蔽功能（消光作用）對涂料的光澤有一定的影響，建議絹云母在高光外墻中不用或少使用。 3.4.2 絹云母具有獨特的二維片狀結(jié)構(gòu)大大提高涂膜的耐水性能和涂膜強(qiáng)度，應(yīng)用產(chǎn)品時注意考慮絹云母產(chǎn)品的純度和云母的徑厚比，建議使用云母純度高、產(chǎn)品徑厚比大的濕法絹云母產(chǎn)品。 3.4.3 絹云母粉有一定的觸變性能 [4] ，在涂料中使用起到一定的增稠效果，如果用量太大，涂料的粘度會上升的很大，鑒此，使用絹云母粉時，宜做好試驗，選擇其合適用量，避免增稠太烈，影響涂料質(zhì)量。 3.4.4 絹云母產(chǎn)品加工方法主要有干法、濕法兩種，產(chǎn)品性能差異比較明顯，市場上產(chǎn)品大部分為干法工藝產(chǎn)品，濕法工藝生產(chǎn)代表性的廠家為滁州格銳的濕法提純超細(xì)產(chǎn)品和徐州的剝片云母粉。 3.3.5 絹云母產(chǎn)品性能由絹云母純度、云母的徑厚比、產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量以及產(chǎn)品穩(wěn)定性幾項指標(biāo)決定，受利益驅(qū)動，市場上絹云母產(chǎn)品規(guī)格、型號比混亂，建議廠家在使用時注意產(chǎn)品的選擇。 4．結(jié)語： 絹云母作為一種新開發(fā)的非金屬礦品種，國外早在 80年代就將其作為功能性填料而廣泛應(yīng)用于涂料中，而在國內(nèi)由于非金屬礦的開發(fā)應(yīng)用起步較晚。在應(yīng)用的實踐中，人們漸漸發(fā)現(xiàn)它是一種功能性填料。 絹云母粉能有效的防止紫外線的穿透而提高涂膜的耐候性，使之耐久。同時，它還具有其他諸多功能：有優(yōu)良的耐熱性和耐堿性、耐酸性，能提高涂膜的耐曬、耐化學(xué)藥品性能，同時增加了涂膜的堅硬和韌性、改進(jìn)涂膜的抗透水性，有助于提高涂膜的抗凍性及涂膜對濕度和濕度變化引的伸縮的抵抗力 ;能提高涂膜的耐污染性，使涂膜裝飾面的魅力更長久。這些性質(zhì)，正是外墻涂料所需要的，絹云母是一種不可多得的優(yōu)質(zhì)多功能填充料。以上通過理論分析和應(yīng)用實驗介紹了絹云母在涂料中應(yīng)用的功能作用同時參考了國內(nèi)外的一些文獻(xiàn)資料，謹(jǐn)供各位同仁參考指正。濕法絹云母粉作為一種新型功能材料，由于其獨特的理化性質(zhì)和應(yīng)用功能，正被應(yīng)用于各類涂料和其它高新材料中,隨著加工應(yīng)用技術(shù)及產(chǎn)品理念的提升，絹云母將受到更多的重視而被廣泛應(yīng)用。 參考文獻(xiàn)： [1]. 何文龍.GILSONITE法測定填料對乳膠漆CPVC值的影響,涂料工業(yè).2002.(7):40-43 [2]. 張保利.建筑乳膠漆基本原材料選擇,涂料工業(yè).2000(7):40-42 [3]．呂化奇,王新春.濕法絹云母在涂料中的功能機(jī)理及應(yīng)用.中國涂裝,2002.(2):8-10 [4]. 王加根,楊產(chǎn)炳.絹云母在建筑涂料改性的研究.涂料技術(shù),1997.(1):11-12 作者簡歷 呂化奇，男，碩士研究生，致力于絹云母產(chǎn)品的精深加工和應(yīng)用研究。