膨潤土
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膨潤土在水性涂料中的增稠原理

2021-06-04 11:42:03

一、基本特性


膨潤土是一種以蒙脫石為主要成分的黏土物,蒙脫石屬于單斜晶系結構,是含水的二八面體或三八面體的層狀鋁硅酸鹽礦物。膨潤土中的蒙脫石含量一般大于65%,其外觀呈白色至橄欖綠色,相對密度2.4-2.8,熔點1330-1430℃。


膨潤土

膨潤土比一般黏土更能吸附水,比高嶺土更能起堿交換作用。有的膨潤土在吸附水時體積增大,并形成凝膠狀物質;有的膨潤土能吸附本身質量5倍的水,同時體積膨脹至其體積的十幾倍。膨潤土加水成膠溶液后,幾乎能永遠地處于懸浮狀態。烘干后,可加水再使之膨脹,且反復處理并不影響其性能。


根據膨潤土中蒙脫石的交換性、陽離子的種類和相對含量,膨潤土可分為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土。在水性建筑涂料中起到增稠和懸浮作用的主要是鈉基膨潤土。


經過有機介質處理和改性的膨潤土稱為有機膨潤土,用于溶劑型涂料的增稠與懸浮。


二、作為水性涂料的增稠劑


膨潤土也可以作為涂料填料,不同于碳酸鈣、高嶺土和滑石粉等普通無機非金屬礦物涂料填料的性能,因為普通非金屬礦物填料的晶格結構中各離子的電價是飽和的,不帶電荷。只有在其被粉碎時,表面的晶體結構破壞產生斷鍵或存在缺陷,才帶有少量電荷。因此,它們分散在涂料介質中以后,與涂料基料中的有機分子并不存在較強的化學力,相互之間只存在較弱的范德華力,故在體系中不穩定,容易沉降。


膨潤土的主要礦物蒙脫石晶體結構的薄層間帶有負電荷,蒙脫石像個帶負電荷的大陰離子 -,可以吸附陽離子、水和有機極性分子。這樣,當膨潤土分散于水性涂料中時,涂料基料中的有機分子,如聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、丙烯酸、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素等分子中的-OH、-COOH、-CH2CH2OH等極性基團,可以被蒙脫石層間的負電荷所吸引,極性基團一端插入層間,形成蒙脫石-有機復合物(膨潤土有機復合物)。在涂料介質中,蒙脫石與有機物相互交聯,形成網狀立體結構,又因有機分子進入蒙脫石層間使膨潤土發生膨脹,從而增大了涂料的黏度,改善了涂料的懸浮性和防沉性能。


膨潤土有機復合物一旦生成,便具有不可逆性,它脫水后即變為疏水物,因而使涂料的耐水性和耐洗刷性得以提高,而且由于膨潤土有較好的黏結性和成膜性,可提高遮蓋力,減少基料和顏料用量,降低成本。


此外,膨潤土有良好的觸變性、可塑性,使涂料的貯存穩定性和施工性能得到改善。


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