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【深涂學(xué)會 科普知識】膨潤土的故事
前世今生 19世紀(jì)80年代,一位美國科學(xué)家奈特在美國西部懷俄明州落基山附近發(fā)現(xiàn)了鈉基膨潤土,命名為“Bentonite”。主要成分是蒙脫石類礦物,含量在60%-90%,還含有高嶺石、長石、方解石、沸石等,蒙脫石的特性決定了膨潤土的基本性能。應(yīng)用在涂料中的膨潤土需要把膨潤土礦提純改性,改性后的膨潤土就是一個家族,可以親水用于水性涂料,可以親油用于溶劑型涂料,出生流程圖如下:
基本特性 晶格置換:蒙脫石晶格內(nèi)的Si-O四面體、Al-O八面體中的硅離子及鋁離子可以被鐵離子、鋅離子、錳離子、鋰離子等置換。 電負(fù)性:晶格置換產(chǎn)生的電荷差,使晶片內(nèi)和晶格層面內(nèi)的化學(xué)鍵更偏向于離子鍵,使晶層帶負(fù)電性。雖然斷面電荷量不高,且在總電荷中占的比例也很小,但是對蒙脫石的很多性能有很大影響,例如膠體性質(zhì)和流變性能等。 離子交換性能:蒙脫石晶層間吸附的離子是可以交換的,可以與溶液中的離子進(jìn)行交換。 水中懸浮性:在水溶液中,蒙脫石能夠分散開來,呈現(xiàn)膠體。在水溶液中蒙脫石有可能是單一或多晶胞的聚合體。 蒙脫石的熱變化:蒙脫石在二百到七百攝氏度時會發(fā)生緩慢的膨脹,當(dāng)繼續(xù)加熱到八百攝氏度時會發(fā)生急劇的膨脹,水分被蒸發(fā)出來,生成無水型蒙脫石,然后會有一個幅度很大的收縮,直到九百攝氏度時結(jié)束。
家族成員 應(yīng)用在涂料中的膨潤土可以分為親水型和親油型,不同類型的產(chǎn)品矩陣如下圖:
注:以上分類表示最適用體系,不代表其他體系不可用。 使用方法 膨潤土的使用方法有兩種,第一種是先把它分散在合適的溶劑中制備成預(yù)凝膠,然后添加到體系中;第二種是把它直接添加到體系中,不管哪一種使用方法,都需要達(dá)到一定的線速度才能充分發(fā)揮作用。
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