Ningbo Paint and Coating Industry Association
膨潤土(Bentonite)是一種以蒙脫石為主要成分的天然粘土礦物,具有獨特的層狀結構和高比表面積,蒙脫石的基本機構形式是TOT型,即兩層硅氧四面體中夾一層鋁氧八面體構成層狀結構。這種特殊的層狀結構賦予了膨潤土特殊的性能,如吸水性、膨脹性、觸變性、流變性等。
膨潤土是一種無機礦物/有機銨復合物,通過離子交換技術插入有機覆蓋劑而制成。它具有良好的增稠性和觸變性,能夠在低剪切速度下賦予涂料結構粘度,適用于聚酯、醇酸漆、氯化橡膠、氧化瀝青等有機溶劑。此外,有機膨潤土在涂料的生產、施工、貯存和成膜各個階段都能發揮作用,提高涂料的性能。此外,它還能調節涂料的流動性,使其更容易涂刷和平整?。
有機膨潤土是通過離子交換技術將有機陽離子引入蒙脫石層間,使其具有疏水親油的特性。具有較高的膨脹性、陽離子交換容量和良好的潤滑性,適用于有機溶劑和油類。有機膨潤土在涂料工業中具有多種重要作用,主要包括增稠、觸變、懸浮穩定、高溫穩定、潤滑、成膜、耐水和化學穩定在涂料中。
無機膨潤土主要由蒙脫石組成,通過物理或化學方法改性,如鈉化或鈣化處理。具有良好的吸水性和膨脹性,適用于水基應用和作為增稠劑。無機膨潤土可以提高涂層的附著力、硬度和剛性,減少涂層的龜裂和剝離現象,使涂層更加堅固耐用。
根據膨潤土種類的不同,其應用范圍略有差別,鈣基膨潤土、鈉基膨潤土主要用在水性涂料中,在水性涂料中,膨潤土通過水合膨脹形成“卡片屋”結構,賦予涂料優異的抗沉降性和施工流平性。
而有機膨潤土則主要用在溶劑型的涂料中,鋰基膨潤土可用于水性涂料中,其效果優于鈉基膨潤土但價格較高。精制改性鋰蒙脫石產品或人工合成硅酸鎂鋰產品則用于高端汽車漆。在特殊的情況下,膨潤土也可以作為填料使用。
膨潤土在涂料中主要是作為助劑來使用,如增稠劑、防沉劑、分散劑等,其添加量一般在0.2%~2 % 之間,對涂料的其他性能影響不是很大,主要是防止涂料中顏填料的沉降。這些性能都使得它在涂料行業中有著良好的應用。廣泛應用于涂料行業作為流變助劑,主要用于調節體系的粘度、觸變性和懸浮穩定性。
1.膨潤土用作懸浮防沉降劑
膨潤土在水介質中有良好的懸浮性和分散性。膨潤土在水中能夠釋放出帶電微粒而起到分散劑的功能,可改善水性涂料的懸浮性,在建筑涂料中加入適量的膨潤土可使生成的涂料不易沉淀、不易分層、顏色均勻,從而改善涂料的懸浮穩定性。有機改性后的膨潤土在溶劑型涂料中具有良好的分散性,其片狀邊緣吸附著親油的長鏈有機物而和漆料有良好的親和性,同時分布其中的氧和氫氧基團能夠形成具有防沉效果的氫鍵,使涂料成為均勻的膠狀物并具有一定的粘度,進而起到阻止顏料沉降的作用。當在外界剪切力存在下進行攪拌時,氫鍵被破壞,粘度減弱,涂料又具有流動性。
2.膨潤土用作輔助粘結劑
膨潤土與水混合帶來很大的粘結性,這種特性來源于多方面,如膨潤土親水、顆粒細小、晶體表面電荷多樣化、顆粒的不規則性、羥基與水形成氫鍵、對微量有機物的吸附和多種聚附形式形成溶膠等。由于膨潤土具有較好的粘結性和遮蓋力,引入建筑涂料中可以代替部分基料和其他填料,從而使產品成本降低。
3.膨潤土作為流變助劑
涂層的流掛和流平是兩個相互矛盾現象,需要一個優良的流變助劑,使流掛和流平兩個性能取得平衡。涂料貯存時,流變助劑在其內部形成一個疏松的結構,施工后,受到了外力,內部結構遭到破壞涂層便于流平,到一定階段濕膜內部又緩慢恢復疏松網狀結構,而有利于防止流掛。
4.膨潤土作為流變助劑的增稠原理
5.膨潤土作為流變助劑的使用工藝
膨潤土可用作防水涂料的原料。膨潤土雖具有很好的防水性,但其本身呈顆粒狀態,無粘聚性,因而需選擇非水介質與膨潤土制成膠泥,而該介質要有一定的防水性。膨潤土乳化瀝青防水涂料就是將膨潤土和瀝青混合制得防水涂料,它主要用于屋面防水,可以提高工效50%,降低工程造價40%,且大大改善工人的勞動條件,提高防水效果。據報道,屋面上涂刷膨潤土乳化瀝青防水涂料,可增加使用壽命多年,施工好的屋面35年尚未損壞
膨潤土用在環氧改性有機硅涂料中,對環氧改性有機硅起補強作用。當膨潤土的加入量為添加總量的5%~10%時,不影響涂層的耐蝕性和耐熱性。
來源:膨潤土網