云母粉在涂料中的应用

云母粉在涂料中的应用 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

湿磨（绢）云母粉——涂料功能性填料

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一、在涂料中应用机理

据国内外有关参考文献介绍，无机矿物在涂料中对涂膜强度作用的大小与矿物形状有关，一般按下列顺序递减：片状，纤维状，柱状，粒状。

另外湿磨（绢）云母具有活性羟基基团使其容易与乳液有机地结合起来，湿磨（绢）云母片状颗粒在乳液及水的混合物中极易分散悬浮，在涂膜中平行排列、搭接和重叠，形成一种叠层结构，增加了涂膜的致密性，从而提高了涂膜强度、耐洗刷性、抗透水性、防止龟裂。

湿磨（绢）云母粉在建筑外墙涂料中应用可以大幅度的增强涂料的抗老化性、抗紫外线等耐侯性指标，这主要是由于片状结构的湿磨（绢）云母对紫外线、微波、红外线具有极好的屏蔽效应，而且湿磨（绢）云母的化学组成稳定，呈惰性，能耐酸碱，从而使涂料更适应酸雨等日益恶化的气候环境。

二、与其它无机填料应用之比较

湿磨（绢）云母与其它无机填料应用之比较表

三、在涂料工业中应用具有以下特点和功能

1、片状结构，加入涂料中能提高涂料阻挡紫外线和水分穿透的能力，与成膜物质发生化学反应，使之成一体，使涂膜能有消地阻挡光线的穿透，提高其耐水性和耐侯性，防止龟裂、延迟粉化，延长涂膜的使用寿命；减少树脂的用量，

从而降低生产成本。

2、片状结构，可以提高涂料的致密性，消除针孔不良现象。

3、提高涂料的分散度和涂膜的耐大气、耐水性，改善涂刷均匀性。

4、化学稳定性好：具有优良的耐热和耐酸碱性；具有抗菌、防霉的作用。

5、调节涂料的流变性能，如增稠、防沉淀等。

6、能增强涂层的丰满度、坚韧性、提高耐擦洗性。

7、与其他颜料及溶剂有良好的相溶性，湿磨（绢）云母能吸附染料分子进入晶

格层间，使涂料久不褪色。

8、调节涂料的光学性能，改善涂膜的外观，对涂料体系具有消光性。

9、在户外涂料中，云母通过反映光线而赋予涂膜亮光，这对于有些产品是很重

要的。

四、应用实例

通过试验，发现在外墙涂料中添加3～12%的湿磨（绢）云母粉与其它无机矿物填料如：碳酸钙、滑石粉、高岭土等相比，涂膜的表观、光泽、防透水性、韧性均有所提高。800目比400目效果佳；说明粒度越细、效果越好。经质检站人工老化指标测试，1000小时后，涂膜不变色、不粉化。(具体指标见下表)

湿法云母粉在涂料的应用

文章引用自: [引用] 2006-05-24 | 发表者: prt778

一．湿法云母粉与干法云母粉的区别

云母是一类结构复杂的水合铝硅酸钾或类似的矿物，品种较多，例如白云母muscovite K2Al4(Y)(OH)4 (Y = Al2Si6O20，下同)、绢云母 sericite

K2Al4(Y)(OH)x (x > 4)、金云母 phlogopite K2Mg6(Y)(OH,F)4、黒云母 biotite

K2(Mg,Fe)6(Y)(OH)4、钠云母 paragonite Na2Al4(Y)(OH)4 以及含锂、钒、铬等等的品种。一种天然云母常含其它品种，而不同品种云母的理化性质大体相同。氟金云母 fluorophlogopite K2Mg6(Y)F4是人工合成的。

天然云母常见于花岗岩、伟晶岩等，有极高的化学稳定性和热稳定性，不被酸碱等腐蚀，到500－800℃才失去结晶水，可在500－1200oC高温下正常工作。云母的最大特点是具有极其完美的片状晶形，数百平方厘米或更大的晶片，可剥至约1微米厚，甚至达到纳米级（极限为约1纳米厚）。这样的晶片举世无双、仅有绝无。这些晶片坚硬而有弹性，晶面光滑如镜而呈现珠光。晶片质地致密，气体、液体不能穿透。晶片能吸收紫外线、反射红外线。云母还具有极高的电阻（1012－15欧姆·厘米）。同时拥有这么多优异性能的物质是罕见的，故云母的应用非常广，如特种电阻、化妆品和户外材料（如外墙涂料）的抗紫外剂、润滑油和油墨的成分、珠光颜料的原料以及涂料、塑料、橡胶等的功能性填料。

用云母矿作原料生产云母粉，目前方法有干法和湿法二种。云母矿的品位一般都很低（20－40 ％），而干法生产没有洗矿，原矿在手工剔除肉眼可见的石块之后直接用于干法磨粉，所以干法云母粉的云母含量取决于矿的品位，纯度变化很大（30－50 ％），不可能制得高纯度的云母粉，产品中大部分是石粉（石英、长石、黏土等的粉末）而不是云母粉。元素分析显示SiO2含量高得惊人（70 ％左右），而K2O很低（3－5 ％）或没有（用滑石粉、高岭土假冒的云母粉）。如果用这样云母粉配制涂料，涂料的质量就会出现大幅度波动。特别是干法生产使用雷蒙磨之类的强力研磨机械，在研磨中，连石英砂之类的极其坚硬的物质都磨成了微米级的粉末，所以云母晶形被严重破坏。即使形成了晶片，由于晶片要比颗粒脆弱得多，所以也被反复折断，微粒径厚比很低（10倍左右），厚度为微米级而不是纳米级。晶片多撕裂、穿孔和表面磨毛等缺陷。这种劣质产品在国外主要用于制作牛毛毡、电焊条、钻井泥浆等，一般不用作功能性填料。再者，由于没有洗矿，产品中铁、铬等元素含量高，催化漆膜的老化，并降低绝缘漆的绝缘等级。由于1吨原矿能生产800－900 kg产品，生产方法又十分简单，所以干法云母粉的生产成本很低。而且，干磨造成的晶形破坏是绝对无法补救的。虽然干法也可以磨得很细（如1250目），但粒

度分布通常都很宽（如 < 1到160微米几乎平均分布）。

干磨之后用淘洗来分除部分石粉，也可提高云母含量，但微米级的粉末极难用淘洗来分除杂质，效果很低，纯度只可提高10%－20％。一般也称为“湿法产品”或“半干半湿产品”。

真正的湿法生产的全过程都在水中进行。首先是洗矿，利用浮洗剂和水的作用将云母浮于水面而富集，再用高速离心除去残存的砂子，达到高度纯化的目的。湿法利用水和化学药品的作用，以及温和的机械作用，使云母层层化开，制成晶片极薄、粒径适合的云母粉。然后再漂白脱色、洗涤、水相分级、沉降、过滤、干燥、成粉和检测包装等，得产品。对于化妆品用的云母粉，还要进行脱除有害元素的处理。加工过程非常繁复，但是产品质量优异，纯度达到95 ％以上。由于绝不使用强力机械研磨，工艺条件非常温和，云母晶片未受到任何破坏或损伤，所以晶片完美无缺，绝对没有穿孔和撕裂等缺陷。晶片极薄，厚度达到纳米级，径厚比很高（80－120倍），产品的比表面积比干法产品大几倍。不含有害杂质，粒度分布集中，品质稳定。问题是湿法生产的原料单耗很高（5－6吨原矿 / 吨产品），工艺很复杂，生产周期长，水电和药品消耗也多，生产成本很高。但国际市场上的云母粉一般都用这种技术生产。干法云母粉除非有特殊原因，一般不用作填料。

表1 干法、湿法产品的粒度测试结果（实例）

注：干法产品到160微米才100 ％通过，粒度分布范围比湿法产品宽4倍。

表2 粒径和比表面积测试结果（实例）单位：微米

注：（1）最高记录超过18 000 cm2 / ml，比干法高4倍半；最高径厚比（日本检测）> 140倍。

表3. 元素组成分析（工业品实例）(%)

大，而湿法云母粉则显得疏松而轻。这种由极薄的晶片组成粉体，在水中和溶剂中易于悬浮，如将少量云母粉置于水中，湿法云母粉浮于水面而不易下沉，但干法产品则较易下沉；在配制的涂料中，其沉降速度只有干法产品的几分之一到十分之一，所以这种涂料不宜沉降分层，稳定性远优于使用干法产品者。