摘 要 : 論述了從選礦尾礦中綜合回收的超細(xì)絹云母粉在防腐蝕涂料中的應(yīng)用及其在涂膜中呈現(xiàn)出的特殊功能 , 并對其功能進(jìn)行了理論分析。
關(guān)鍵詞 : 超細(xì)絹云母 ; 防腐蝕涂料 ; 綜合利用 ; 應(yīng)用
0 前 言
由威海鋮業(yè)新材料有限公司生產(chǎn)的超細(xì)絹云母粉 , 是從有色金屬選礦尾礦中綜合回收的非金屬礦物產(chǎn)品。該產(chǎn)品回收生產(chǎn)成本低、質(zhì)量高、粒徑小 , 具有獨(dú)特的理化性能。研究結(jié)果表明 , 采用超細(xì)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(shè)計中 , 用以部分替代價格昂貴的二氧化鈦 , 可使涂膜的化學(xué)性能保持不變 , 而提高了涂膜的附著力、耐沖擊性、硬度、耐磨性等物理性能。超細(xì)絹云母粉是一種性價比極高的優(yōu)質(zhì)顏填料 , 具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。
1 絹云母的特性及其應(yīng)用對象
絹云母是白云母的亞種 , 具有與白云母相似的物化特性和結(jié)晶構(gòu)造 , 呈細(xì)小鱗片狀結(jié)構(gòu) , 徑厚比高 , 有較好的柔韌性和機(jī)械強(qiáng)度 ; 有較好的耐熱性 ,550 ℃以下不改變性質(zhì) , 熱膨脹性在 500 ℃以下很小 , 可以增加涂膜的伸縮抵抗力 ; 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性 , 與堿幾乎不起作用 ,300 ℃以下不與酸反應(yīng) , 但易被氫氟酸和熔融堿金屬腐蝕 ; 有較好的抗紫外線能力和遮蓋力。鑒于絹云母的這些特性 , 將其加入到防腐蝕涂料中可改善涂膜的性能。而絹云母在重防腐涂料中的應(yīng)用研究 , 尚未見報道 , 因而超細(xì)絹云母粉在重防腐涂料中的研究具有一定意義。
2 防腐蝕涂料配方設(shè)計
涂料配方設(shè)計主要考慮成膜物質(zhì)、揮發(fā)物、顏料和助劑等。本文研究的主要目的是將具有特殊性能的超細(xì)絹云母粉作為顏料加入到環(huán)氧雙組分防腐蝕涂料中 , 尋求最佳防腐蝕涂料配方設(shè)計方案 , 從而獲得與同類產(chǎn)品相比成本低、性能相當(dāng)或更高的新的涂料產(chǎn)品。
2. 1 原料及儀器
原料 : 環(huán)氧樹脂 / 胺固化體系溶劑 : 二甲苯、丁醇 ; 顏料 : 絹云母、二氧化鈦、三聚磷酸鋁、滑石粉、膨潤土、鉻黃 ; 助劑 : 增韌劑、消泡劑、分散劑、流平劑 ; 儀器 : 錐形研磨機(jī)、分散機(jī)及其配套設(shè)備。
2. 2 試驗方法
在基料環(huán)氧樹脂中加入一定比例的二甲苯與丁醇混合溶劑 , 充分?jǐn)嚢枞芙夂?, 分別加入稱量好的各種顏料 , 再加入少量各種助劑 , 充分?jǐn)嚢杈鶆?, 倒入錐型磨中研磨 , 直至達(dá)到要求細(xì)度。
漿料制好后加入一定比例固化劑 , 充分?jǐn)嚢杈鶆?, 然后將其涂覆在打磨好的試片上 , 在 25 ℃溫度下干燥 7d 后進(jìn)行物理及化學(xué)測試。
2. 3 試驗結(jié)果
試驗結(jié)果見表 1, 在表 1 中調(diào)整絹云母和二氧化鈦的添加量 , 分別進(jìn)行了不同添加比例試驗 , 試驗結(jié)果表明 , 增加絹云母用量 , 降低二氧化鈦用量 , 對涂膜的化學(xué)性能沒有不良影響 , 在物理性能上其硬度、附著力、柔韌性、耐沖擊性有一定程度的提高 ( 見配方 6 和配方 1) 。而減少了鈦白粉的用量 , 則使涂料成本大大降低。
3 功能作用及機(jī)理分析
3. 1 提高涂膜的機(jī)械性能和耐水性
隨著超細(xì)絹云母粉的用量比例逐漸提高 , 涂膜的機(jī)械性能均有所提高 , 尤其是耐鹽水性提高 2 倍以上。其機(jī)理主要是除絹云母具有良好的機(jī)械性能外 , 還具有高縱橫比的晶體片狀結(jié)構(gòu) , 在涂膜中有規(guī)律的平行排列 , 上下重疊 , 形成一種致密的保護(hù)層 , 且絹云母的超細(xì)粒徑使之在涂料中發(fā)揮最大的遮蓋效率 , 增加涂膜彈性、強(qiáng)度和抗?jié)B透性 ; 還由于超細(xì)粒徑的絹云母更易與基料混勻使它們之間結(jié)合更加牢固 , 從而使涂膜具有良好的機(jī)械性能和耐水性。
表 1 絹云母與二氧化鈦的添加比試驗結(jié)果
環(huán)氧防腐蝕涂料配方
環(huán)氧防腐蝕涂料配方
* 配方 3 還加入了 2 . 0 %( 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 的防銹劑。
3. 2 不降低耐鹽霧性能
在中性鹽霧箱中 , 涂膜劃叉檢測結(jié)果與絹云母的不同添加比例關(guān)系不大 , 由于超細(xì)粒徑絹云母粉在涂料中的遮蓋力有著與二氧化鈦相同的效率 , 而在添加量適中時 , 其性能還更好 , 說明添加適量的絹云母粉能體現(xiàn)出它的最優(yōu)良的性能。另外在添加一定比例的防銹顏料三聚磷酸鋁后 , 其耐鹽霧性能提高 , 但是其機(jī)械性能降低。
4 經(jīng)濟(jì)效益分析
以配方 1 和配方 6 的涂料配方為計算依據(jù) , 比較如下 : 配方 1 中絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù) 5 . 0%, 二氧化鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù) 20 . 0 %; 配方 6 中絹云母質(zhì)量分?jǐn)?shù) 22 . 0%, 二氧化鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù) 3 . 0%, 其余原料與配方 1 相同。絹云母價格 2 . 0/ kg 元 , 二氧化鈦價格 22 . 0 元 / kg , 則 : 配方 1, 涂料成本 = 12 951 . 667 元 /t; 配方 6, 涂料成本 = 11 468 . 333 元 /t 。
涂料降低成本費(fèi) =( 配方 1) 成本 -( 配方 6) 成本 = 12 951 . 667-11468 . 333=1 483 . 333 6 元 /t 。 5 結(jié) 語 作為一種性價比極高的超細(xì)絹云母粉在防腐蝕涂料中的應(yīng)用使涂膜呈現(xiàn)出了它的特殊功能 , 硬度、附著力、柔韌性、耐沖擊性均有一定程度的提高 , 耐鹽 霧性能不變 ; 此外在涂料的配方中可以相對降低一部分二氧化鈦顏料的用量 , 使涂料成本降低 1 483 . 6 元/t 。因此采用質(zhì)優(yōu)價廉的超細(xì)絹云母粉作為防腐蝕涂料的顏填料 , 具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。
