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湿法云母粉的应用领域

浏览次数: 日期:2010年2月3日

引言:湿法云母粉的应用非常广泛,下面仅仅提及一些面广量大的领域和有特殊意义的领域。称为湿法云母粉就是为了和干法及干磨淘洗生产的云母粉相区别。湿法云母粉纯度高、片状结构好,不像干法云母粉杂质多,显微结构类似颗粒状,晶片多撕裂、穿孔,表面毛糙。下文中“云母粉”一词,如无说明,均指“湿法云母粉”。

1.涂料

    最主要的应用是改善漆膜的抗通透性。片状填料在漆膜内形成基本平行的取向排列,水和其它腐蚀性物质对漆膜的渗透受到强烈阻隔,抗通透性提高3 倍,防腐涂料、外墙涂料和其它相关涂料的性能明显改善。

    云母粉对于防腐涂料的作用很直观,无需解释。对于外墙涂料和户外防腐涂料,尚需考虑雨水和紫外线的破坏作用。雨水的渗入会降低漆膜强度,加速老化,冰冻后则在漆膜内形成多孔结构,其酸性则溶解填料(如碳酸钙),这些问题都必须用加入云母粉来解决。云母吸收紫外线,覆盖、屏蔽效率又高,故能进一步延缓涂料的老化。另外,片状填料对漆膜有增强作用。

    改善涂料的绝缘性也是云母粉的应用之一,这种云母粉不应含导电性杂质如游离氧化铁等。

    光学作用是另一个方面,粗大的云母片反光良好,可增加光泽,而细小的粉末则造成消光作用。

    红外辐射也是云母的功能之一,加之耐高温性能极好(可在800℃~1200℃)正常工作),所以红外加热元件和高温设备的涂装,常须用云母粉作填料。人造天体的涂料中加入云母粉,可使向阳面温度下降数十度。

2.橡胶

    应用目的多,故云母粉规格也多变。

(1)改善气密性

    原理与涂料相似,即平行取向的云母粉晶片阻隔气体的穿过(穿透时间延长3 倍),这对轮胎的内胎、球类的内胆和许多救生器材来说是非常重要的。在规格上并不苛求细、白,但要求片状结构完美。

(2)改善物理机械性能

    原理是片状填料对材料的增强作用和骨架作用等。可明显提高拉伸强度、撕裂强度、弹性、硬度、抗磨性能和制品尺寸稳定性等。规格上不苛求细、白,而强调片状结构好。如果目的是提高拉伸、撕裂等性能,则偶联处理至关紧要,偶联不好,就会明显影响效果。

(3)抑制橡胶助剂在橡胶内的迁移

    这对延缓老化有作用,原理与改善气密性和抗通透性相同。规格要求同上。

(4)脱模作用

    由于片状结构好,隔离作用明显,且晶片表面光滑(摩擦系数很小,很难与树脂粘连),故云母粉是品质优异的固体润滑剂,对提高脱模剂的性能有重大作用。例如在轮胎制造中,使用云母粉的脱模剂能明显改善脱模性能,制品易于脱模,表面光洁,模具寿命也延长。这类应用对粒度和白度要求较低,但是对纯度和晶片表面光洁度的要求特别高。

(5)绝缘

    原理是云母具有极高的电阻(注意:干法云母粉含较多氧化铁等,可反而降低绝缘性能)。主要用于电缆和其它绝缘制品。与橡胶和树脂的复配物是许多绝缘材料的理想原料。独特的用途是与硅橡胶或硅硼橡胶复配,复配物遇高温时转化成陶瓷样物质,遇火灾烧毁后仍是优质绝缘体,而且强度和隔离性能均良好,这对矿井、隧道等场合特别重要。规格上对纯度要求很高。

    云母粉在橡胶中的应用很多,上述应用只是相对重要的几种。

3.塑料

    应用领域很多,所以规格要求也多。

(1)改善物理机械性能

    原理与橡胶增强相同,应用范围非常宽广。偶联处理是该领域应用的关键。如为改善刚性、硬度、尺寸稳定性等,可对偶联要求低一些。有拉伸、压延等加工的塑料制品,增强效果尤佳(造成云母晶片的平行取向)。由此可将塑料制品制得更加轻薄,节省原料(特别是塑料树脂)的消耗,经济意义很大,是国外重点研究领域。

(2)改善抗通透性

    原理同前。主要应用有汽车塑料油箱(安全性比金属油箱好)、加气饮料包装瓶(又轻又安全)、药品、食品、化妆品和类似产品包装瓶和其它有气密性要求的包装材料。

(3)红外和紫外屏蔽

    原理是对可见光基本透明,但是对红外线和紫外线不透明。用于农膜时温室温度比常规农膜高大约 2℃,夜间保温性能也好。用于药品、食品和化妆品等的包装时,则可延长药品、食品、化妆品等的储存时间(屏蔽紫外线和隔绝空气的结果)。

    在塑料中用法很多。由于塑料加工的量特别大,所以意义重大,前景良好。困难是应用技术难度大(偶联处理)。如果制品要求透明,则所用云母粉宜细,否则透明度下降、雾度上升。无色透明制品常有白度要求。

4.在树脂中的应用

用途多,要求也不同。

(1)与不同树脂复配,制成云母纸、云母带、片材和其它绝缘材料等。

    以上材料广泛用于绝缘领域,如印刷线路板、电缆包复以及各种电气元件等。这些云母粉应当控制游离氧化铁等有害杂质。

(2)增强

    原理同上,应用很广。特别需要提及的是,玻纤增强制品(如玻璃钢)有翘曲问题,相反,云母粉则改善尺寸和外形的稳定性。例如,汽车车身在组装后进行涂装,然后在烘房内固化涂料,此时玻璃钢部件的变形是一个非常头疼的问题,这个问题用加入云母粉代替或部分代替玻纤来解决。偶联处理很重要。

    加入云母粉,改善刚性、硬度等,有偶联要求。

5.在模具方面的应用

    在型砂模具表面涂复含云母粉的配方(包括使用含云母粉的洗模剂),可封闭模具表面的微孔,改善脱模性能,提高制品的表面光洁度。

6.润滑剂

    例如用于金属压延中。金属压延的压力很高,如果单用液态润滑剂,受力点上的润滑剂可能完全被挤干,出现“干摩擦”状态,这非常有害(模具磨损、制品表面毛糙、电耗上升等)。加入固体润滑剂是有效的解决方法。极压润滑剂也常常使用固体润滑剂,以防止出现干磨状态(干磨可造成轴承红热、烧结,后果不堪设想)。这类云母粉对晶片的表面光洁度和纯度要求很高,如含石英砂等杂质,则反而加速磨损。

7.在化妆品中的应用

    可代替珠光颜料,赋予制品以光泽。用于保湿制品时可抑制皮肤水份的蒸发。可高效率屏蔽紫外线。这种云母粉的卫生指标很苛刻(菌数、有害元素含量等)。

8.珠光颜料和其它特种粉末的原料

    用云母粉制珠光颜料是众所周知的。如表面涂复导电性物质(金属、金属氧化物),则生成导电性粉末,用于制造导电性和抗静电性高分子材料。如涂复磷酸锌,则是涂料抗腐蚀填料。类似的深加工非常之多。

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