网站地图|TAG标签| 欢迎光临涂料配方网 -- QQ群198026834 -- 广告联系QQ2434244749
您的当前位置:主页 > 颜料填料 > 正文

煤系高岭土的制备及其在涂料中的应用研究

来源:未知 作者:admin 时间:2019-12-25 点击:
导读:以煤系高岭土矿为原料,丙三醇为插层剂,采用超声辅助液相插层工艺,经湿法球磨、喷雾干燥、旋风分离、焙烧后制备煤系高岭土,并对其微观形貌进行了表征。以所得煤系高岭土为原料制备水性环氧内墙仿瓷涂料,并和市场上的同类产品进行对比研究,采用白度仪、反射率测定仪
煤系高岭土的制备及其在涂料中的应用研究
杜雅琴1,张进1,2,赵建国*1,2,吕超3,潘启亮2,邢宝岩2,宋洁2,付永春2
(1. 山西大同大学化学与环境工程学院,山西大同037009;2. 山西大同大学炭材料研究所,山西大同037009;3. 中国航天空气动力技术研究院,北京100074)

纯高岭土为1∶1型层状硅酸盐,具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、可塑性好、粘接性高、电绝缘性能优良,良好的耐酸溶性、极低的离子交换量、突出的耐火性,从而在造纸、陶瓷、橡胶、涂料、化工、医药、国防等行业有广泛应用。煤系高岭土矿是黑褐色的块状矿石,不能直接应用,必须对其进行细化和增白处理来满足不同行业的需求。煤系高岭土的细化方法有干磨、湿磨液相插层等方法,其中液相插层的方法可制备片径更小的高岭土。
高岭土在水性涂料中得到广泛应用,然而煤系高岭土作为高岭土中的一种,由于片径偏大,白度不够,达不到水性涂料的应用要求。国内外众多研究人员对煤系高岭土的细化开展了大量的研究工作,干磨、湿磨、插层等方法被用于制备超细高岭土,并对研磨工艺、插层剂和煅烧工艺开展相关研究。然而目前制备的煤系高岭土在片径和白度上仍然不如非煤系高岭土,同时其白度也无法和钛白粉相比,这制约着煤系高岭土在水性涂料体系中的应用。优化煤系高岭土制备工艺,提高其细度和白度仍是目前煤系高岭土研究的重点方向之一。
水性环氧内墙涂料是一种新型涂料,抗霉菌性、耐湿擦性非常优良,且环保、无毒、安全,水性环氧内墙涂料中的填料大多为钛白粉,其化学稳定、耐水、耐候、遮盖率大、白度高,但价格相对较高。煤系高岭土若能取代钛白粉应用于水性环氧内墙涂料,则有望大大降低涂料的成本,具有显著的经济效益。
本研究采用廉价、高纯煤系高岭土矿,通过超声辅助液相插层工艺制备超细煤系高岭土,所得高岭土片径远低于市售产品,SEM形貌接近钛白粉,并将所得煤系高岭土按一定比例与钛白粉掺杂,应用于水性环氧内墙涂料中,对其性能进行测试,发现两者在涂料中可实现协同效应,所得涂料的性能优于单独使用钛白粉,大大降低了内墙涂料的成本。

1 实验部分
1. 1 材料与仪器
煤系高岭土矿石:工业品,产于山西朔州山阴县;高岭土(325目、1 250目、4 000目):工业级,大同市金源高岭土有限责任公司;钛白粉818:工业级,潍坊市恒泽化工有限公司;水性环氧固化剂HJ-01:工业级,山西大同大学炭材料研究所自制;水性环氧乳液JB-TS-44-61:工业级,甘肃景邦环保科技有限公司;丙三醇、六偏磷酸钠:分析纯,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;石膏板(4 cm×6 cm):市售,大同市大胜建材有限公司。
扫描电子显微镜(SEM):MAIA3 型,捷克TESCAN有限公司;蓝光白度仪(WSB-2型)、反射率测定仪(C84-III型)、涂料耐洗刷测定仪(QFS):上海魅宇仪器设备有限公司;紫外灯:40 W,广东雪莱特光电科技股份有限公司。
1. 2 煤系高岭土制备
将煤系高岭土矿粉碎,过100目筛。取一定量的丙三醇、40 mL蒸馏水于烧杯中,在恒温磁力搅拌器上搅拌2 min,制成丙三醇溶液;加入2 g 六偏磷酸钠、20 g高岭土矿(100目)继续搅拌10 min后得混合液;将制备的混合液放入超声波细胞粉碎机中进行超声处理20 min,球磨20 min,将样品取出后进行喷雾干燥,并经旋风分离器分离,收集。将所得样品置于马弗炉中,设置焙烧温度为950 ℃,焙烧6 h后得煤系高岭土样品。
1. 3 涂料制备及样板制备
涂层制备采用直接模拟实际施工过程来制备。
常规水性环氧内墙仿瓷涂料是以腻子为基材施工,并且一般选择多乐士内墙腻子。涂层的制备选择石膏板做底材,然后刮涂多乐士内墙腻子,制成涂层基材。再将水性环氧固化剂、钛白粉与水混合后搅拌均匀,做成基础浆料,然后将高岭土1#、2#、3#、4#样品(分别是325目、1 250目、4 000目、自制煤系高岭土)与钛白粉按照质量比为0∶100、20∶80、40∶60、50∶50、60∶40、80∶20、100∶0加入上述混合液中强力搅拌一定时间,再加入一定量的水性环氧乳液搅拌均匀。于石膏板均匀涂上腻子粉后将上述制备好的涂料采用喷枪均匀喷涂在石膏板上,控制涂层厚度在100~110 μm,常温养护120 h,完成样板制作。
1. 4 测试与表征
1. 4. 1 扫描电镜分析
采用SEM 对高岭土(325目、1 250目、4 000目)和煤系高岭土微观形貌进行表征。样品测试前全部进行喷金处理,并采用硅基底,在电压20 kV下测试棋微观形貌。
1. 4. 2 白度测试
采用WSB-2型蓝光白度仪进行白度测试。高岭土、钛白粉粉体样品需过0. 106 mm筛孔,并经烘干后测试;涂料样品按照其实际施工过程制样。测试方法按照国家标准GB/T5950—2008执行。
1. 4. 3 对比率(遮盖力)测试
采用C84-III型反射率测定仪对涂层的对比率(遮盖力)进行测试,测试方法执行国家标准GB 5211.17—1988,标准样品以单独加钛白粉样品为准。
1. 4. 4 冷热循环测试
将喷有涂料的石膏板样品裁剪成20 cm×20 cm的样板,每组3个,将其放置于40 ℃烘箱6 h,然后在放置于-18 ℃冰箱6 h,反复循环此过程,并观察样板中涂层情况,记录结果。
1. 4. 5 耐紫外光测试
将喷有涂料的石膏板样品做成20 cm×20 cm 的样板,放置于紫外灯箱中,设置光源和样品距离30 cm,空气气氛,温度在25 ℃,辐射时间每200 h,停24 h,检查涂层外观和灯管情况,灯管在400 h后更换一次,并记录涂层累积辐射时间,直到涂层出现显著破坏为止。
1. 4. 6 耐洗刷性能测试
将喷有涂料的样板在QFS耐洗刷测定仪上按照GB/T 9266—2009标准进行测试。
栏目分类
--本网站大部分资料均收集于网络,如有侵权请联系站长删除 Power by DedeCms
Top