膨润土在涂料工业中的应用.docxVIP

Ξ膨润土在涂料工业中的应用陈 济 美(地矿部武汉综合岩矿测试中心 ,武汉 ,430022)摘 要 将膨润土用作 106 建筑涂料 、仿瓷涂料 、乳胶漆的填料 ,具有明显的增稠作用 ,可减少基料和颜料的用量 ,并有明显的防沉效果 ,涂料的触变性 、流变性等涂刷性能得到改 善 ,增强了涂膜的耐水性 。另外 ,对膨润土在涂料中的作用机理作了探讨 。关键词 膨润土 建筑涂料 填料 防沉效果 耐水性 钠化改性 作用机理膨润土具有许多优良特性 , 应用广泛 。它与表面活性剂的反应产物 ———有机膨润 土 ,用在油漆中作防沉剂和增稠剂 ,已为人们 所熟知 。但膨润土用于水基涂料中作填料或 助剂 , 还是近几年的新进展1 ～3 。近年来 , 由于我国房地产业发展迅速 ,建筑涂料用量 剧增 ,涂料原材料价格上涨 ,成本提高以及涂 料市场竞争激烈 ,促使了涂料行业寻找更廉价的新材料 ,取代部分价格较昂贵的原材料 , 以降低涂料的成本和提高产品的质量 。膨润 土是一种新开发的涂料原料 。某地钙基膨润 土 ,用于 106 建筑涂料 、仿瓷涂料与乳胶漆中 的填料或助剂 ,效果良好 。水云母 、长石 、方英石 、方解石等 ,伴生矿物沸石含量为 1 %～20 % 。矿石 化 学 分 析 结 果 ( %) : SiO2 65 . 68 、Al2 O3 14 . 47 、Fe2 O3 2 . 63 、CaO1 . 97 、MgO2 . 50 、K O1 . 21 、Na O1 . 20 、TiO 0 . 56 、烧失2228 . 95 。阳离子交换量分析结果 ( m·mol/ 100g) :E( 1 Ca2 + ) 46 . 1 、E ( 1 Mg2 + , 11 . 3 、E ( K + )22+ )1 . 5 、E ( Na2 . 3 、C EC65 . 8 。阳离子交换量E ( 1 Ca2 + ) + E ( 1 Mg2 + ) ] ÷C EC = 0 . 87 ≥220 . 50 ,属于钙基膨润土 。其它有关物化性质 :吸蓝量 95 . 0 m·mol/100g , 胶 质 价 61 ml/ 15g , 膨 胀 容 6 . 5 ml/ g , p H7 . 05 。膨润土的理化性质1膨润土是一种以蒙脱石为主的粘土 。蒙脱石为含水铝硅酸盐矿物 ,它的矿物层间带 有负电荷 , 能吸附 Ca2 + 、Mg2 + 、K + 、Na + 等 阳离子 ,并具有阳离子交换性质 。膨润土吸 水后蒙脱石层间能沿 C 轴方向膨胀 ,钠基膨 润土分散于水中 ,可形成触变性良好的凝胶 。某地膨润土除含蒙脱石 50 %～80 %外 ,还常见有高岭石 、埃洛石 、水铝英石 、绿泥石 、试验与结果分析22 . 1 钙基膨润土的钠化处理天然钙基膨润土的水化性能 、膨胀性 、悬 浮性和流变学性能远不如钠基膨润土 ,不适 合作涂料用 。因此 ,须先将钙基土进行钠化 改性 ,其原理如以下方程式所示 :Mo nt2Ca + Na2 CO3 = Mo nt2Na2 + CaCO3收稿日期 :1997212216,陈济美 ,高级工程师Ξ第 3 期陈济美 :膨润土在涂料工业中的应用·19 ·某钙基土的阳离子交换容量 C EC 为 60～100 m·mol/ 100g ,按上式计算 Na2 CO3 的理 论加入量约为 3 . 2 %～5 . 3 % ,但在实际应用 中湿法或干法改性时加入 3 %～4 %即可 。 本文采用湿法改性 ,应严格控制条件 ,使达到 最好的钠化效果 。2 . 2 PVA 胶水的制备本文中 106 建筑涂料 、仿瓷涂料和乳胶 漆用的 PVA 胶水按以下方法制备 。配方 ( %) : 聚乙烯醇 PVA10 , 盐酸 0 . 5 ,甲醛 4 . 0 ,尿素和氢氧化钠适量 ,水 85 。 制备工艺 :将水加入反应釜中 ,开动搅拌器 ,加热升温至 95 ℃, 使 PVA 醇解完全 , 再冷却并保温至 70 ～80 ℃, 缓慢加入盐酸 , 搅 拌约 20 min , 加入甲醛 , 并用碱调整至适当 p H 值 ,加入尿素进行氨基化处理 ,备用 。2 . 3 106 建筑涂料106 建筑涂料是一种以聚乙烯醇 PVA为主要成膜物的水性涂料 ,可作建筑物的内 墙或外墙涂料 。这种涂料的主要缺点是耐水 性差和易掉粉 。加入膨润土的涂料配方为 ( %) : PVA1 . 5～3 . 0 ,轻质碳酸钙 20～30 ,滑石粉 3 . 0 ,膨润土 2 . 0～8 . 0 ,助剂适量 。 涂料的性能检测结果见表 1 。85 元/ t ,降低了 12 % 。2 . 4 仿瓷涂料仿瓷涂料是一种以有机高分子化合物为 粘合剂与非金属矿物原料为基料 ,辅以一定 量的颜料 、填