為滿(mǎn)足工業(yè)需求,涂料產(chǎn)品結構不斷變革和完,尋求更加經(jīng)濟、高效、環(huán)保的原材料及其加工裝備和工藝技術(shù),是整個(gè)涂料工業(yè)普遍關(guān)注的問(wèn)題,其中作為涂料中的功能性無(wú)機填料———鱗片狀超細云母粉的應用對涂料性能的提升有著(zhù)重要意義。
1、云母粉在高分子涂料中的功能化機理

云母晶體結構
云母晶體結構屬 2:1 型層狀硅酸鹽,分別由硅氧四面體(Si2O5硅氧薄層)與鋁-羥基排列成的八面體組成。每個(gè)硅氧四面體并用,在二維平面上連成無(wú)限延伸的六方硅氧片。一個(gè)八面體被夾在兩個(gè)硅氧層片之間,四面體的頂氧(活性氧)與附加陰離子(OH)位于兩層六方網(wǎng)的中央,呈緊密堆積,構成活性結晶水(H2O)基團,每一個(gè)三重薄層的厚度為 1 nm,這種三層晶胞以陽(yáng)離子鉀同上下兩層相似的薄層松散地連接起來(lái)。所以云母片具有平行六方面網(wǎng)方向特別發(fā)育的解理(001),具有易剝片和可加工的性能。
硅氧雙層[Si4O10]4- 中的 Si4+ 部分地被 Al3+ 所置換,層內出現的剩余電荷可與高分子有機物的官能團結合,使云母粉易于與高分子鏈鉤纏,從而產(chǎn)生一定程度的增稠效應,出現觸變性,還具有吸水性和染色離子易進(jìn)入其間層的性質(zhì),且不含有害、有毒和易揮發(fā)物質(zhì),使云母粉在涂料中成為具有功能性的環(huán)保型填充料。
2、超細云母粉對涂料性能的提升
功能性涂料按其功能劃分,一般有熱功能涂料、功能性建筑節能涂料、化學(xué)功能涂料、電磁功能涂料、機械功能涂料、界面功能涂料、光學(xué)功能涂料等。天然云母密度為 2.7~2.8 g/cm3,硬度為 2.0~2.25,拉伸強度為 1700~3600 MPa, 折光率為1.552~1.624,研磨超細后仍能保持鱗片狀結構,是一種隔熱、絕緣、防潮、防腐、抗紫外線(xiàn)、耐老化的無(wú)機礦物材料。
加入云母粉后的涂料性能會(huì )有怎樣的提升呢?
金屬型保溫涂料:在鑄造生產(chǎn)中,鑄型質(zhì)量是決定鑄件質(zhì)量的重要因素,而鑄型的工作表面是保證鑄型質(zhì)量的關(guān)鍵。在金屬液澆注和凝固過(guò)程中,金屬液與鑄型工作表面之間形成的界面上會(huì )發(fā)生一系列物理和化學(xué)作用,在不利的條件下對鑄件的表面粗糙度、充型以及凝固都會(huì )產(chǎn)生非常大的影響。以云母粉為主要組分的金屬型保溫涂料,具有良好的懸浮性和涂敷性及其潤滑性,可以實(shí)現附著(zhù)力強,使用壽命長(cháng),可使鋁合金鑄件表面粗糙度得到改善的效果。
防腐蝕涂料:采用超細絹云母粉作為環(huán)氧雙組分防腐蝕涂料的填料,在相同的配方設計中,用以部分替代價(jià)格昂貴的二氧化鈦,可使涂膜的化學(xué)性能保持不變,而提高了涂膜的附著(zhù)力、耐沖擊性、硬度 、耐磨性等物理性能。
防火涂料:使用8%的JSC偶聯(lián)劑改性后的絹云母具有較好的分散性,與不添加絹云母的鋼結構防火涂料相比,添加12%的絹云母后鋼結構防火涂料的性能有較大的提高,其耐熱極限由96℃提高到121℃,耐水極限由28 h提高到47 h,粘結強度由0.45 MPa提高到1.44 MPa。
耐高溫涂料: 以有機硅為主的耐高溫涂料的一般耐熱范圍 200~400 ℃,若加入適量超細云母粉于配料中,利用硅樹(shù)脂中取代基與白云母粉體中的 OH 基反應,可得到耐熱度達 600 ℃以上的耐濕熱及耐輻射的硅酸鹽涂料。
功能性建筑涂料:將云母粉加到建筑涂料中,其沉降性、觸變性、耐洗刷性能明顯得到改善;加在 107水性?xún)葔ν苛现衅湔扯?、稠度、遮蓋力、白度等均能滿(mǎn)足中檔建筑內墻的裝飾要求。
抗靜電涂料:采用液相共沉法制備碳納米管/導電云母復合導電粉體,在達到相同導電性能的情況下,摻雜量低于 0.2%的碳納米管便可降低 50%的 SnO2-Sb2O3包覆量,大大提升了導電云母粉在制備淺色抗靜電涂料上的應用可能性。
光學(xué)功能涂料:云母粉呈鱗片狀,反射紫外線(xiàn)能力強,能平行于飾面定向排列,層狀疊起,應用在涂料中,可以起到抗輻射作用。
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