近年來(lái), 隨著(zhù)建筑外墻涂料快速發(fā)展以及在建筑工程中的應用, 對外墻涂料的性能要求也越來(lái)越高, 其發(fā)展的方向就是開(kāi)發(fā)高性能外墻建筑涂料。“高性能” 主要是指涂料的“三高一低”, 即高耐候性、高耐沾污性、高保色性和低毒性, 這是一般建筑尤其是高層建筑對所用涂料的基本要求。國外住宅外墻一般都在2~ 3年便要復涂一次, 因此,對涂料的耐候性要求并不是太高。而我國則希望建筑物的外墻裝飾持久性越長(cháng)越好, 一般也要能保持在3~ 10年。顯然, 在我國, 涂料的耐候性指標尤為重要。外墻涂料的耐候性如果要保持在8~ 10年, 其使用的原材料就要具備優(yōu)異的耐候性能, 而選用絹云母來(lái)改善外墻涂料的耐候性是一有效途徑。
一、絹云母材料的基本性能
1.1 絹云母材料的物理性能
絹云母( Sericite) 是一種天然細粒白云母, 是層狀結構的硅酸鹽, 可劈成極薄的片狀, 片厚可達1um 以下( 理論上可削成0.001um) , 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)穩定。另外絹云母的化學(xué)組成、結構與高嶺土相近, 又具有粘土礦物的某些特性, 即在水介質(zhì)及有機溶劑中分散懸浮性好, 色白粒細, 有粘性等 。因此, 絹云母兼具云母類(lèi)礦物和粘土類(lèi)礦物的多種特點(diǎn)。
1.2 絹云母材料的光學(xué)特性
絹云母具有極強的消光屏蔽功能, 可以吸收80% 以上的紫外線(xiàn), 接近金紅石型鈦白粉對紫外光的吸收率( 為88%) 。絹云母對紫外線(xiàn)的屏蔽作用主要與以下三個(gè)因素有關(guān) 。
（1）無(wú)機礦物的消光程度與光軸角有關(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。絹云母礦物結構屬單斜晶體系, 有三個(gè)結晶軸, 光軸角僅為150-300。
（2）遮光效應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(wú)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, 當上下兩薄片的光軸面相互垂直時(shí)將會(huì )產(chǎn)生全消光, 斜交時(shí)產(chǎn)生干涉色。
（3）絹云母結構中層與層之間間距約為1nm,與紫外線(xiàn)和微波的波長(cháng)相近。當自然光穿過(guò)絹云母晶體時(shí), 因晶體偏光振動(dòng), 偏振光能量逐次衰減至零時(shí), 則完全屏蔽, 出現消光。
1.3 絹云母的晶體結構特性
絹云母具有高縱橫比的晶體片狀結構, 而且無(wú)論超細至何種程度均為片狀結構。無(wú)機礦物在涂料中對涂膜強度、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, 容易與乳膠液、溶劑中分子鏈相結合、纏連。其在涂膜中平行排列, 上下重疊, 使涂膜內部形成一種致密的層網(wǎng)狀結構, 從而大大提高了涂膜的抗滲透性和涂膜強度。
二、 絹云母在外墻涂料中的應用及對涂料耐候性能的影響
在涂料體系中, 添加絹云母粉, 可以屏蔽紫外光照射, 增強涂層的綜合機械性能, 提高涂層的耐候性, 延遲粉化、變色、抗龜裂。
2.1 外墻乳膠涂料實(shí)驗配方( 見(jiàn)表1)
 2.2 人工耐老化試驗檢測結果( 見(jiàn)表2)
 從以上試驗數據可以看出: 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與濕法絹云母相比, 也有一定差距。
2.3 討論部分
1）絹云母粉具有屏蔽紫外線(xiàn)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(shí)在使用絹云母產(chǎn)品時(shí)要考慮
2） 其屏蔽功能( 消光作用) , 其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）絹云母具有獨特的二維片狀結構, 可大大提高涂膜的耐水性能和涂膜強度, 應用產(chǎn)品時(shí)注意考慮絹云母產(chǎn)品的純度和徑厚比, 建議使用純度高、產(chǎn)品徑厚比大的濕法絹云母產(chǎn)品。
4）絹云母粉有一定的觸變性能 , 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(huì )上升的很多, 故使用絹云母粉時(shí), 宜做好試驗, 選擇其合適用量, 避免過(guò)于增稠, 影響涂料質(zhì)量。
5）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(chǎng)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(chǎng)家為滁州格銳的濕法提純超細產(chǎn)品和徐州的剝片云母粉。
6）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)品穩定性幾項指標決定, 現市場(chǎng)上絹云母產(chǎn)品規格、型號比較混亂,建議廠(chǎng)家在使用時(shí)注意產(chǎn)品的選擇。
三、結論
絹云母粉能有效地防止紫外線(xiàn)的穿透而提高涂膜的耐候性, 使之耐久。同時(shí), 它還具有其他諸多優(yōu)點(diǎn): 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(shí)增加了涂膜的硬度和韌性; 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溫度和濕度變化引起的伸縮的抵抗力; 能提高涂膜的耐污染性, 使涂膜裝飾面的魅力更長(cháng)久。這些性質(zhì), 正是外墻涂料所需要的,而絹云母是一種不可多得的優(yōu)質(zhì)多功能填充料。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)和應用功能, 正被應用于各類(lèi)涂料和其它高新材料中, 隨著(zhù)應用技術(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用。
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