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1、功能材料-绢云母在外墙涂料中的应用 功能材料-绢云母在外墙涂料中的应用时间:2013-11-29 14:45来源:滁州格锐矿业有限责任公司 作者:吕化奇 王新春1 前言近年来, 随着建筑外墙涂料快速发展以及在建筑工程中的应用, 对外墙涂料的性能要求也越来越高, 其发展的方向就是开发高性能外墙建筑涂料。“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, 这是一般建筑尤其是高层建筑对所用涂料的基本要求。国外住宅外墙一般都在( 2 3) 年便要复涂一次, 因此,对涂料的耐候性要求并不是太高。而我国则希望建筑物的外墙装饰持久性越长越好, 一般也要能保持在( 3 10)
2、 年。显然, 在我国, 涂料的耐候性指标尤为重要。外墙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备优异的耐候性能, 而选用绢云母来改善外墙涂料的耐候性是一有效途径。 2 绢云母材料的基本性能2.1 绢云母材料的物理性能绢云母( Sericite) 是一种天然细粒白云母, 是层状结构的硅酸盐, 可劈成极薄的片状, 片厚可达1um 以下( 理论上可削成0.001um) , 径厚比大;抗磨性和耐磨性好; 耐热绝缘; 难溶于酸碱溶液;化学性质稳定。另外绢云母的化学组成、结构与高岭土相近, 又具有粘土矿物的某些特性, 即在水介质及有机溶剂中分散悬浮性好, 色白粒细, 有粘性等 。
3、因此, 绢云母兼具云母类矿物和粘土类矿物的多种特点。2.2 绢云母材料的光学特性绢云母具有极强的消光屏蔽功能, 可以吸收80% 以上的紫外线, 接近金红石型钛白粉对紫外光的吸收率( 为88%) 。绢云母对紫外线的屏蔽作用主要与以下三个因素有关 。2.2.1 无机矿物的消光程度与光轴角有关。光轴角越大灰暗度越浅, 干涉色越高; 光轴角越小, 灰暗度越高, 消光作用越好。绢云母矿物结构属单斜晶体系, 有三个结晶轴, 光轴角仅为15o 30o。2.2.2 遮光效应与矿物的排列有序度有关。颗粒状、纤维状矿物在涂膜中排列无序, 取向随意。而片状绢云母在涂膜中具有高度的定向性, 一般为平行排列, 上下重叠
4、, 当上下两薄片的光轴面相互垂直时将会产生全消光, 斜交时产生干涉色。2.2.3 绢云母结构中层与层之间间距约为1nm,与紫外线和微波的波长相近。当自然光穿过绢云母晶体时, 因晶体偏光振动, 偏振光能量逐次衰减至零时, 则完全屏蔽, 出现消光。2.3 绢云母的晶体结构特性绢云母具有高纵横比的晶体片状结构, 而且无论超细至何种程度均为片状结构。无机矿物在涂料中对涂膜强度、耐水性的作用与矿物的物理形状有关 , 一般按下列顺序递减: 片状、纤维状、柱状、粒状。另外绢云母具有活性羟基基团, 容易与乳胶液、溶剂中分子链相结合、缠连。其在涂膜中平行排列, 上下重叠, 使涂膜内部形成一种致密的层网状结构,
5、从而大大提高了涂膜的抗渗透性和涂膜强度。 3 绢云母在外墙涂料中的应用及对涂料耐候性能的影响在涂料体系中, 添加绢云母粉, 可以屏蔽紫外光照射, 增强涂层的综合机械性能, 提高涂层的耐候性, 延迟粉化、变色、抗龟裂。3.1 外墙乳胶涂料实验配方( 见表1)3.2 人工耐老化试验检测结果( 见表2)从以上试验数据可以看出: 在外墙乳胶涂料中添加绢云母, 能使涂膜的耐候性大大提高, 并且干法绢云母粉、伊利石绢云母粉对耐候性的贡献与湿法绢云母相比, 也有一定差距。3.3 讨论部分3.3.1 绢云母粉具有屏蔽紫外线功能, 其中湿法绢云母的性能尤为突出, 对涂料的耐候性能的提高起到一定的作用; 同时在使
6、用绢云母产品时要考虑其屏蔽功能( 消光作用) , 其对涂料的光泽有一定的影响, 建议绢云母在高光外墙中不用或少使用。3.3.2 绢云母具有独特的二维片状结构, 可大大提高涂膜的耐水性能和涂膜强度, 应用产品时注意考虑绢云母产品的纯度和径厚比, 建议使用纯度高、产品径厚比大的湿法绢云母产品。3.3.3 绢云母粉有一定的触变性能 , 在涂料中使用起到一定的增稠效果, 如果用量太大, 涂料的粘度会上升的很多, 故使用绢云母粉时, 宜做好试验, 选择其合适用量, 避免过于增稠, 影响涂料质量。3.3.4 绢云母产品加工方法主要有干法、湿法两种, 产品性能差异比较明显, 市场上产品大部分为干法工艺产品,
7、 湿法工艺生产代表性的厂家为滁州格锐的湿法提纯超细产品和徐州的剥片云母粉。3.3.5 绢云母产品性能由绢云母纯度、云母的径厚比、产品中的杂质含量以及产品稳定性几项指标决定, 现市场上绢云母产品规格、型号比较混乱,建议厂家在使用时注意产品的选择。 4 结语绢云母粉能有效地防止紫外线的穿透而提高涂膜的耐候性, 使之耐久。同时, 它还具有其他诸多优点: 有优良的耐热性和耐碱性、耐酸性; 能提高涂膜的耐晒、耐化学药品性能; 同时增加了涂膜的硬度和韧性; 改进涂膜的抗透水性; 有助于提高涂膜的抗冻性及涂膜对温度和湿度变化引起的伸缩的抵抗力; 能提高涂膜的耐污染性, 使涂膜装饰面的魅力更长久。这些性质, 正是外墙涂料所需要的,而绢云母是一种不可多得的优质多功能填充料。湿法绢云母粉作为一种新型功能材料, 由于其独特的理化性质和应用功能, 正被应用于各类涂料和其它高新材料中, 随着应用技术及产品理念的提升, 绢云母将受到更多的重视而被广泛应用。
