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超细绢云母粉在环氧防腐蚀涂料中应用

信息来源:paintkey.com  时间:2004-07-22  浏览次数:132

  由威海铖业新材料有限公司生产的超细绢云母粉,是从有色金属选矿尾矿中综合回收的非金属矿物产品。该产品回收生产成本低、质量高、粒径小,具有独特的理化性能。研究结果表明,采用超细绢云母粉作为环氧双组分防腐蚀涂料的填料,在相同的配方设计中,用以部分替代价格昂贵的二氧化钛,可使涂膜的化学性能保持不变,而提高了涂膜的附着力、耐冲击性、硬度、耐磨性等物理性能。超细绢云母粉是一种性价比极高的优质颜填料,具有广泛的推广应用价值。

  1 绢云母的特性及其应用对象 绢云母是白云母的亚种,具有与白云母相似的物化特性和结晶构造,呈细小鳞片状结构,径厚比高,有较好的柔韧性和机械强度;有较好的耐热性,550℃以下不改变性质,热膨胀性在500℃以下很小,可以增加涂膜的伸缩抵抗力;具有良好的化学稳定性,与碱几乎不起作用,300℃以下不与酸反应,但易被氢氟酸和熔融碱金属腐蚀;有较好的抗紫外线能力和遮盖力。鉴于绢云母的这些特性,将其加入到防腐蚀涂料中可改善涂膜的性能。而绢云母在重防腐涂料中的应用研究,尚未见报道,因而超细绢云母粉在重防腐涂料中的研究具有一定意义。

  2 防腐蚀涂料配方设计 涂料配方设计主要考虑成膜物质、挥发物、颜料和助剂等。本文研究的主要目的是将具有特殊性能的超细绢云母粉作为颜料加入到环氧双组分防腐蚀涂料中,寻求最佳防腐蚀涂料配方设计方案,从而获得与同类产品相比成本低、性能相当或更高的新的涂料产品。

  2.1 原料及仪器 原料:环氧树脂/胺固化体系溶剂:二甲苯、丁醇;颜料:绢云母、二氧化钛、三聚磷酸铝、滑石粉、膨润土、铬黄;助剂:增韧剂、消泡剂、分散剂、流平剂;仪器:锥形研磨机、分散机及其配套设备。

  ?2.2 试验方法 在基料环氧树脂中加入一定比例的二甲苯与丁醇混合溶剂,充分搅拌溶解后,分别加入称量好的各种颜料,再加入少量各种助剂,充分搅拌均匀,倒人锥型磨中研磨,直至达到要求细度。 浆料制好后加入一定比例固化剂,充分搅拌均匀,然后将其涂覆在打磨好的试片上,在25℃温度下干燥7 d后进行物理及化学测试。

  ?2.3 试验结果 试验结果见表1,在表l中调整绢云母和二氧化钛的添加量,分别进行了不同添加比例试验,试验结果表明,增加绢云母用量,降低二氧化钛用量,对涂膜的化学性能没有不良影响,在物理性能上其硬度、附着力、柔韧性、耐冲击性有一定程度的提高(见配方6和配方1)。而减少了钛白粉的用量,则使涂料成本大大降低。

  3 功能作用及机理分析

  3.1 提高涂膜的机械性能和耐水性随着超细绢云母粉的用量比例逐渐提高,涂膜的机械性能均有所提高,尤其是耐盐水性提高2倍以上。其机理主要是除绢云母具有良好的机械性能外,还具有高纵横比的晶体片状结构,在涂膜中有规律的平行排列,上下重叠,形成一种致密的保护层,且绢云母的超细粒径使之在涂料中发挥最大的遮盖效率,增加涂膜弹性、强度和抗渗透性;还由于超细粒径的绢云母更易与基料混匀使它们之间结合更加牢固,从而使涂膜具有良好的机械性能和耐水性。表1 绢云母与二氧化钛的添加比试验结果 配方1 配方2 配方3* 配方4 配方5 配方6 绢云母质量分数/% 5.0 12.0 12.0 16.0 19.0 22 二氧化钛质量分数/% 20.0 13.0 11.0 9.0 4.0 3.0 铅笔硬度 2H 2H 2H 3H 3H 3H 附着力(划圈法)/级 2 2 2 1 2 1 耐冲击性/cm <50 50 <50 50 50 ≥50 柔韧性/mm 2 2 2 2 1 1 耐盐水性/h 500 700 >1000 >1000 >1000 >1000 耐中性盐雾(划叉)/h 450 450 500 500 450 450 *配方3还加入了2.0%(质量分数)的防锈剂。

  ?3.2不降低耐盐雾性能 在中性盐雾箱中,涂膜划叉检测结果与绢云母的不同添加比例关系不大,由于超细粒径绢云母粉在涂料中的遮盖力有着与二氧化钛相同的效率,而在添加量适中时,其性能还更好,说明添加适量的绢云母粉能体现出它的最优良的性能。另外在添加一定比例的防锈颜料三聚磷酸铝后,其耐盐雾性能提高,但是其机械性能降低。

  ?4 经济效益分析 以配方1和配方6的涂料配方为计算依据,比较如下:配方1中绢云母质量分数5.0%,二氧化钛质量分数20.0%;配方6中绢云母质量分数22.0%,二氧化钛质量分数3.0%,其余原料与配方1相同。绢云母价格2.O/kg元,二氧化钛价格22.0元/kg,则:配方1,涂料成本=12951.667元/t;配方6,涂料成本=11468.333元/t。 涂料降低成本费=(配方1)成本-(配方6)成本=12951.667-11468.333=1483.3336元/t。

  5 结 语作为一种性价比极高的超细绢云母粉在防腐蚀涂料中的应用使涂膜呈现出了它的特殊功能,硬度、附着力、柔韧性、耐冲击性均有一定程度的提高,耐盐雾性能不变;此外在涂料的配方中可以相对降低一部分二氧化钛颜料的用量,使涂料成本降低1483.6元/t。因此采用质优价廉的超细绢云母粉作为防腐蚀涂料的颜填料,具有广泛的推广应用价值。

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