膨潤土是一種片層狀的鋁鎂硅酸鹽粘土材料，其主要組分為蒙脫石類(lèi)礦物，含量在85%～90%之間。蒙脫石TOT型的層狀結構賦予了膨潤土特殊的性能，如吸水性、膨脹性、觸變性、流變性等。這些性能都使得膨潤土在涂料行業(yè)中有著(zhù)良好的應用。
　　膨潤土在涂料中主要是作為助劑來(lái)使用，如增稠劑、流變劑、防沉劑、分散劑等。
 
1、膨潤土作為無(wú)機增稠劑
 
　　增稠劑能夠增大涂料的粘度，改善涂料的流變性能，在涂料的生產(chǎn)中是必不可少的。每一種涂料都有其對流變性的要求，例如，乳膠漆在儲存階段，應有較高的粘度以利于防止分層和沉淀；在施工階段，乳膠漆受到高剪切速率的外力，要求有較低的粘度，涂刷時(shí)不拖刷，噴涂時(shí)霧化良好，滾涂時(shí)無(wú)拉濺。涂布后剪切消失，粘度隨恢復但不應太快，使之具有足夠的流平時(shí)間。這就需要一種合適的增稠劑來(lái)改變涂料的粘度。
 

　　膨潤土作為無(wú)機增稠劑在涂料生產(chǎn)中有一定程度的應用，其特性是增稠效果和懸浮性顯著(zhù)，能夠使涂料產(chǎn)生觸變性，便于儲存和施工。
　　涂料用增稠流變劑膨潤土按用途分為三種類(lèi)型：
 
　　溶劑型涂料用膨潤土
　　水性涂料用膨潤土
　　干混砂漿用膨潤土
　　
　　溶劑型涂料用膨潤土按插層表面活性劑親水親油性的不同分為低極性、中極性和高極性三種規格；
　　水性涂料用膨潤土和干混砂漿用膨潤土分別按照膠體剪切稀釋指數的不同分為增稠型和流變型兩種規格。
 

注：
表觀(guān)粘度：非牛頓流體在剪切流動(dòng)的過(guò)程中某一剪切力下剪切應力與剪切速率的比值。
剪切稀釋指數：非牛頓流體粘度隨剪切力增加而降低，低轉速下的表觀(guān)粘度與高10倍轉速下的表觀(guān)粘度的比值。
保水性：在一定真空條件下，膨潤土保持濕砂漿中的水分的能力。
 
　　膨潤土作為無(wú)機增稠劑的作用機理：膨潤土具有強吸水性，能夠吸附本身質(zhì)量5倍左右的水，吸附后體積增大，可膨脹至原體積的幾倍至十幾倍，并形成凝膠狀物質(zhì)包裹住涂料中的顏填料顆粒，防止顆粒沉降。
　　另外，蒙脫石層間負電荷可吸附涂料中有機助劑（如聚乙烯醇、丙烯酸、羥乙基纖維素等），所含有機分子中的-OH、-COOH、-CH2CH2O等極性基團，使極性基團的一端插入層間，形成蒙脫石-有機復合物，蒙脫石-有機復合物相互交聯(lián)，形成網(wǎng)狀立體結構，提高涂料的懸浮性。
　　研究表明：用鈣基膨潤土作為增稠劑不但不影響涂料的各種性能，并可相應提高涂料的對比率。
 
2、膨潤土用作懸浮防沉降劑
 
　　膨潤土在水介質(zhì)中有良好的懸浮性和分散性。膨潤土在水中能夠釋放出帶電微粒而起到分散劑的功能，可改善水性涂料的懸浮性，在建筑涂料中加入適量的膨潤土可使生成的涂料不易沉淀、不易分層、顏色均勻，從而改善涂料的懸浮穩定性。
　　有機改性后的膨潤土在溶劑型涂料中具有良好的分散性，其片狀邊緣吸附著(zhù)親油的長(cháng)鏈有機物而和漆料有良好的親和性，同時(shí)分布其中的氧和氫氧基團能夠形成具有防沉效果的氫鍵，使涂料成為均勻的膠狀物并具有一定的粘度，進(jìn)而起到阻止顏料沉降的作用。當在外界剪切力存在下進(jìn)行攪拌時(shí)，氫鍵被破壞，粘度減弱，涂料又具有流動(dòng)性。
 

GB/T 27798-2011 有機膨潤土指標
 
▼高黏度有機膨潤土的質(zhì)量指標
 

▼易分散有機膨潤土的質(zhì)量指標
 

▼自活化有機膨潤土的質(zhì)量指標
 

▼高純度有機膨潤土的質(zhì)量指標

 

3、膨潤土用作輔助粘結劑
 
　　膨潤土與水混合帶來(lái)很大的粘結性，這種特性來(lái)源于多方面，如膨潤土親水、顆粒細小、晶體表面電荷多樣化、顆粒的不規則性、羥基與水形成氫鍵、對微量有機物的吸附和多種聚附形式形成溶膠等。
　　由于膨潤土具有較好的粘結性和遮蓋力，引入建筑涂料中可以代替部分基料和其他填料，從而使產(chǎn)品成本降低。
　　例如，在以聚乙烯醇PVA為主要成膜物的水性涂料中，加入膨潤土可明顯地減少聚乙烯醇和輕質(zhì)碳酸鈣的用量，且提高了涂料的耐洗刷性和耐水性，而涂料的成膜性能幾乎沒(méi)有變化。
 
4、膨潤土用作流變助劑
 
　　涂層的流掛和流平是兩個(gè)相互矛盾現象，需要一個(gè)優(yōu)良的流變助劑，使流掛和流平兩個(gè)性能取得平衡。涂料貯存時(shí)，流變助劑在其內部形成一個(gè)疏松的結構，施工后，受到了外力，內部結構遭到破壞涂層便于流平，到一定階段濕膜內部又緩慢恢復疏松網(wǎng)狀結構，而有利于防止流掛。
　　有機膨潤土在溶劑中具有驚人的吸附膨脹能力和觸變效應，其作為流變助劑用于涂料的生產(chǎn)、施工、貯存、成膜各個(gè)階段，賦予涂料在低剪切速度下的結構粘度。值得注意的是有機膨潤土對各種不同溶劑有適應性，在不同的溶劑中增稠性能差異很大。有機膨潤土適用于聚酯、醇酸漆、氯化橡膠、氧化瀝青等有機溶劑，用量一般為體系總量的0.2%-2%。
 
其他用途
 
　　膨潤土可用作防水涂料的原料，膨潤土乳化瀝青防水涂料就是將膨潤土和瀝青混合制得防水涂料，主要用于屋面防水，可以提高工效50%，降低工程造價(jià)40%，且大大改善工人的勞動(dòng)條件，提高防水效果。
　　膨潤土用在環(huán)氧改性有機硅涂料中，對環(huán)氧改性有機硅起補強作用。當膨潤土的加入量為添加總量的5%-10%時(shí)，不影響涂層的耐蝕性和耐熱性。
　　根據膨潤土種類(lèi)的不同，其應用范圍略有差別，鈣基膨潤土、鈉基膨潤土主要用在水性涂料中，而有機膨潤土則主要用在溶劑型的涂料中，鋰基膨潤土可用于水性涂料中，其效果優(yōu)于鈉基膨潤土，但價(jià)格較高。在特殊的情況下，膨潤土也可以作為填料，大量的使用。
 

2018年第四期礦物精細加工與應用技術(shù)高級研修班
 

培訓大綱：
1、非金屬礦粉體精細加工技術(shù)要點(diǎn)分析
2、非金屬礦粉體表面改性技術(shù)要點(diǎn)與應用解決方案
3、非金屬礦粉體在涂料中的應用技術(shù)解決方案
4、非金屬礦粉體如何打開(kāi)涂料行業(yè)市場(chǎng)解決方案
5、2018涂料狼群工程師技術(shù)沙龍
6、聯(lián)誼晚宴

 
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部分資料來(lái)源：膨潤土在涂料中的應用性能研究，作者：李靜靜、邱俊、呂憲??；HG/T 2248-2012 涂料用增稠流變劑 膨潤土；
編輯整理：粉體技術(shù)網(wǎng)

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