文摘：簡述了絹云母在防腐涂料中的應用特點，并就絹云母應用于防腐涂料中能增強涂膜耐候性，提高涂膜強度和抗水性的功能機理做了理論分析及應用實驗。
關鍵詞：防腐涂料絹云母(sericite)云母屏蔽效應
一：絹云母的礦物特性
絹云母屬云母類礦物，是一種片狀細粒白云母。結構呈二八面體，即由兩層硅氧四面體和一層鋁氧八面體構成，四面體的頂氧(活性氧)與附加陰離子 (OHˉ)位于兩層六面網的中央，構成活性結晶水基團(見圖1)。{001}解理完全，可劈成極薄的片狀，徑厚比大、富彈性、耐高溫(600℃以上)、耐化學品腐蝕性強，對紫外線具有極佳的屏蔽作用，外表呈絲絹光澤，手感細膩潤滑。
另外絹云母的化學組成、結構、構造與高嶺土相近，又具有粘土礦物的某些特性，即在水介質及有機溶劑中分散懸浮性好，色白粒細，有粘性等。因此，絹云母兼具云母類礦物和粘土類礦物的多種特點。其應用于涂料中，可以大大提高涂膜的耐候性，抗透水性，增強涂膜與基質附著力和涂膜強度，改善涂膜的表觀。同時染料粒子易進入絹云母的晶格層間，從而保持顏色長久不褪色。另外絹云母還具有抗藻防霉的功能，國外常用于船舶和海洋涂料。因此，絹云母粉對涂料而言是一種價格性能比極優的多功能填料。
格銳絹云母是利用安徽滁州當地的優質絹云母礦產資源，選擇高品位、高白度的優質原料，通過濕法分級提純等工藝而制得，絹云母的細鱗片狀晶體結構和絲絹光澤在加工過程中沒有絲毫的損傷；同時具有較佳的松散密度和高徑厚比的顯著特點，因此格銳濕法絹云母粉與傳統干法生產的絹云母粉相比有著本質的區別和不可比擬的優點，具體性能差異見表1：
表1：格銳濕法絹云母粉與干法工藝絹云母粉比較表
產品指標 干法工藝生產的絹云母粉 格銳濕法絹云母粉生產工藝 干法粗磨 濕法提純超細絹云母含量 40-60% 75-95% 粒 度 100-600目(125-25u) 425-2500目(30-5u) 白度 65-72 75-85
懸浮性 差、易沉淀好、附著力強產品品質 片狀結構、晶體狀態、 片狀結構、晶體狀態、
光澤受到破壞，徑厚比小 光澤保持良好、徑厚比大
二：格銳絹云母在涂料中的功能作用及機理分析
在涂料中，添加濕法超細絹云母粉，其功能作用主要表現為：
(一)提高涂膜的耐候性
在涂料中添加格銳濕法絹云母粉可以大大提高涂料的耐候性，其機理是絹云母具有極強的消光屏蔽功能，可以反射近90%的紫外線，而絹云母對紫外線的屏蔽作用主要與兩個因素有關：
(1)晶體的偏光效應
美國的H.S.卡茨等認為：無機填料的消光性能決定于礦物晶體的取向不同，決定于其吸收或反射紫外線的能力。絹云母礦物結構屬單斜晶體系，有三個結晶軸A、B、C(見圖2)，A軸與C軸之間的夾角為93°，B軸垂直于A軸和C軸。絹云母有三個主折射率：Ng=1.588-1.615,Nm= 1.582-1.611,Np=1.562-1.572,光性方位：Ng平行于B軸，Nm與A軸之間有3°夾角，Np平行于C軸。光率體圖(圖2中心)：由Ng-Np面(直立)，Nm-Ng(水平面)Nm-Np(縱切面)三個橢圓切面組成，Ng-Np橢圓切面有兩個光軸，稱為光軸面(Ng-Np),以Np (c軸)為平分線，夾角2V=15°-30°白云母的光軸為30°-50°。無機礦物的消光作用程度與光軸角有關，光軸角越大灰暗度越淺，干涉色越高；光軸角越小，灰暗度越高，消光作用越好。所以絹云母礦物屏蔽紫外線，微波的作用要好于白云母，比其它無機填料更優越。
另外遮光效應與礦物的排列有序度有關，顆粒狀、纖維狀礦物在涂膜中排列無序，取向隨意。而片狀絹云母在涂膜中具有高度的定向性，一般為平行排列，上下重疊，當上下兩薄片的光軸面(Ng-Np)相互垂直時將會產生全消光，斜交時產生干涉色。
(2)層間水分子的干涉效應
絹云母晶體中含有結晶水，比白云母高2%，結晶水的折光率1.33而鋁硅酸鹽的折光率為1.522-1.615，兩者相差較大，折光效應較強，絹云母結構中層與層之間間距約為10Å，與紫外線和微波的波長相近。當自然光穿過絹云母晶體時，因晶體偏光振動，將光分解成光速不等的Ng、Np兩偏光，再穿層時再分解，導致Ng′Np′相重合在一個偏振面上，偏振光能量逐次衰減至零時，則完全屏蔽，出現消光。
(二)提高涂膜的機械性能和抗透水性
在涂料中添加濕法超細絹云母粉，涂膜的表觀光澤和機械性能均有所提高，尤其是抗透水性同比提高3倍以上。
其機理主要是絹云母具有高縱橫比的晶體片狀結構，而且無論超細至何種程度均為片狀結構。無機礦物在涂料中對涂膜強度，遮蓋力的作用與礦物的物理形狀有關，一般按下列順序遞減：片狀＞纖維狀＞柱狀＞粒狀，另外絹云母具有活性羥基基團，容易與乳膠液、溶劑中分子鏈相結合、纏連。在涂膜中平行排列，上下重疊，使涂膜內部形成一種致密的層網狀結構，從而大大提高了涂膜的抗滲透性和涂膜強度。
三：格銳絹云母在涂料中的應用
(一)：抗屏蔽性能應用
在大量使用的鋁粉漆中，如油罐表面漆，一般單獨使用浮型鋁粉漆用于防護及抗屏蔽，使用期限在一年左右，漆膜即失光老化并開始龜裂，但在加入5-8%的絹云母后，漆膜可保持三年基本無變化(顏色略發暗)。具體實驗檢測結果如下表：
醇酸鋁粉漆光澤實驗及檢測結果
實驗品種加入方式檢測結果C04-2鋁粉漆未加，光澤85% 4個月開始失光、變暗，光澤55%，11個月開始出現部分裂痕，光澤28%
添加6%，光澤80% 6個月開始輕微失光，光澤70%，20個月失光，光澤50%
(二)：抗透水性應用
絹云母對于耐水要求較高的油漆體系(如各種防銹底漆)能顯著提高其耐水性能，在底漆中加入3-5%的絹云母，實驗結果見下表：
耐鹽水檢測結果(5%的NaCl水溶液)
實驗品種加入方式結果C06-1鐵紅 未加 30小時開始起泡添加5%絹云母粉 50小時無變化H06-2鐵紅 未加 96小時開始起泡添加5%絹云母粉 200小時無變化
在一些工程類底漆中(如雙組份環氧底漆、聚氨酯底漆)，用氧化鋅：絹云母=0.5：1的比例按8%左右的比例加入，同時減少沉淀硫酸鋇、滑石粉的部分用量，在保持打磨性不變的情況下，能顯著提高防腐蝕性能，同時可提高涂料的防沉降性，大日本帝國化工公司在重防腐涂料體系中推薦使用絹云母，其具體使用方法是：磷酸鋅<磷酸鋁>：氧化鋅：絹云母=1：0.25：1.25，效果顯著。
另外目前在普通油漆中，為了防沉淀各生產廠家大量使用有機彭潤土來改善涂料的沉淀性，但使用有機彭潤土的量太大，嚴重影響漆膜的致密性，使耐水性變差，使用量過小又達不到防沉淀效果，如果用絹云母取代有機彭潤土，既可防沉淀，同時又提高耐水性，并且使用方法簡單，可直接加入，而無需像有機彭潤土使用前需制備預凝膠，簡化了涂料生產工藝。
四：總結
絹云母作為一種新開發的非金屬礦品種，國外早在80年代就將其作為功能性填料而廣泛應用于各類涂料中，而在國內由于非金屬礦的開發應用起步較晚，絹云母的應用受到加工技術、應用技術的制約，尤其是干法加工的絹云母產品其片狀結構受到破壞，同時無法剔除與云母相伴生的石英等雜質，影響了絹云母在涂料中的應用功能的發揮。滁州格銳礦業有限公司在美國MT礦物公司的技術支持下，在國內第一家采用濕法選礦超細精加工生產的格銳濕法超細絹云母粉，產品一上市即被杜邦華佳、廣東華潤、北京紅獅等600多家企業采用，產品廣泛應用與各類防腐涂料、建筑涂料、粉末涂料及其它多類功能涂料中。隨著涂料工業的發展和產品理念的提升，絹云母將越來越受到重視而被廣泛選用。以上通過理論分析和應用實驗介紹了絹云母在涂料中應用的功能作用同時參考了國內外的一些文獻資料，謹供各位同仁參考指正。
關鍵詞：防腐涂料絹云母(sericite)云母屏蔽效應
一：絹云母的礦物特性
絹云母屬云母類礦物，是一種片狀細粒白云母。結構呈二八面體，即由兩層硅氧四面體和一層鋁氧八面體構成，四面體的頂氧(活性氧)與附加陰離子 (OHˉ)位于兩層六面網的中央，構成活性結晶水基團(見圖1)。{001}解理完全，可劈成極薄的片狀，徑厚比大、富彈性、耐高溫(600℃以上)、耐化學品腐蝕性強，對紫外線具有極佳的屏蔽作用，外表呈絲絹光澤，手感細膩潤滑。
另外絹云母的化學組成、結構、構造與高嶺土相近，又具有粘土礦物的某些特性，即在水介質及有機溶劑中分散懸浮性好，色白粒細，有粘性等。因此，絹云母兼具云母類礦物和粘土類礦物的多種特點。其應用于涂料中，可以大大提高涂膜的耐候性，抗透水性，增強涂膜與基質附著力和涂膜強度，改善涂膜的表觀。同時染料粒子易進入絹云母的晶格層間，從而保持顏色長久不褪色。另外絹云母還具有抗藻防霉的功能，國外常用于船舶和海洋涂料。因此，絹云母粉對涂料而言是一種價格性能比極優的多功能填料。
格銳絹云母是利用安徽滁州當地的優質絹云母礦產資源，選擇高品位、高白度的優質原料，通過濕法分級提純等工藝而制得，絹云母的細鱗片狀晶體結構和絲絹光澤在加工過程中沒有絲毫的損傷；同時具有較佳的松散密度和高徑厚比的顯著特點，因此格銳濕法絹云母粉與傳統干法生產的絹云母粉相比有著本質的區別和不可比擬的優點，具體性能差異見表1：
表1：格銳濕法絹云母粉與干法工藝絹云母粉比較表
產品指標 干法工藝生產的絹云母粉 格銳濕法絹云母粉生產工藝 干法粗磨 濕法提純超細絹云母含量 40-60% 75-95% 粒 度 100-600目(125-25u) 425-2500目(30-5u) 白度 65-72 75-85
懸浮性 差、易沉淀好、附著力強產品品質 片狀結構、晶體狀態、 片狀結構、晶體狀態、
光澤受到破壞，徑厚比小 光澤保持良好、徑厚比大
二：格銳絹云母在涂料中的功能作用及機理分析
在涂料中，添加濕法超細絹云母粉，其功能作用主要表現為：
(一)提高涂膜的耐候性
在涂料中添加格銳濕法絹云母粉可以大大提高涂料的耐候性，其機理是絹云母具有極強的消光屏蔽功能，可以反射近90%的紫外線，而絹云母對紫外線的屏蔽作用主要與兩個因素有關：
(1)晶體的偏光效應
美國的H.S.卡茨等認為：無機填料的消光性能決定于礦物晶體的取向不同，決定于其吸收或反射紫外線的能力。絹云母礦物結構屬單斜晶體系，有三個結晶軸A、B、C(見圖2)，A軸與C軸之間的夾角為93°，B軸垂直于A軸和C軸。絹云母有三個主折射率：Ng=1.588-1.615,Nm= 1.582-1.611,Np=1.562-1.572,光性方位：Ng平行于B軸，Nm與A軸之間有3°夾角，Np平行于C軸。光率體圖(圖2中心)：由Ng-Np面(直立)，Nm-Ng(水平面)Nm-Np(縱切面)三個橢圓切面組成，Ng-Np橢圓切面有兩個光軸，稱為光軸面(Ng-Np),以Np (c軸)為平分線，夾角2V=15°-30°白云母的光軸為30°-50°。無機礦物的消光作用程度與光軸角有關，光軸角越大灰暗度越淺，干涉色越高；光軸角越小，灰暗度越高，消光作用越好。所以絹云母礦物屏蔽紫外線，微波的作用要好于白云母，比其它無機填料更優越。
另外遮光效應與礦物的排列有序度有關，顆粒狀、纖維狀礦物在涂膜中排列無序，取向隨意。而片狀絹云母在涂膜中具有高度的定向性，一般為平行排列，上下重疊，當上下兩薄片的光軸面(Ng-Np)相互垂直時將會產生全消光，斜交時產生干涉色。
(2)層間水分子的干涉效應
絹云母晶體中含有結晶水，比白云母高2%，結晶水的折光率1.33而鋁硅酸鹽的折光率為1.522-1.615，兩者相差較大，折光效應較強，絹云母結構中層與層之間間距約為10Å，與紫外線和微波的波長相近。當自然光穿過絹云母晶體時，因晶體偏光振動，將光分解成光速不等的Ng、Np兩偏光，再穿層時再分解，導致Ng′Np′相重合在一個偏振面上，偏振光能量逐次衰減至零時，則完全屏蔽，出現消光。
(二)提高涂膜的機械性能和抗透水性
在涂料中添加濕法超細絹云母粉，涂膜的表觀光澤和機械性能均有所提高，尤其是抗透水性同比提高3倍以上。
其機理主要是絹云母具有高縱橫比的晶體片狀結構，而且無論超細至何種程度均為片狀結構。無機礦物在涂料中對涂膜強度，遮蓋力的作用與礦物的物理形狀有關，一般按下列順序遞減：片狀＞纖維狀＞柱狀＞粒狀，另外絹云母具有活性羥基基團，容易與乳膠液、溶劑中分子鏈相結合、纏連。在涂膜中平行排列，上下重疊，使涂膜內部形成一種致密的層網狀結構，從而大大提高了涂膜的抗滲透性和涂膜強度。
三：格銳絹云母在涂料中的應用
(一)：抗屏蔽性能應用
在大量使用的鋁粉漆中，如油罐表面漆，一般單獨使用浮型鋁粉漆用于防護及抗屏蔽，使用期限在一年左右，漆膜即失光老化并開始龜裂，但在加入5-8%的絹云母后，漆膜可保持三年基本無變化(顏色略發暗)。具體實驗檢測結果如下表：
醇酸鋁粉漆光澤實驗及檢測結果
實驗品種加入方式檢測結果C04-2鋁粉漆未加，光澤85% 4個月開始失光、變暗，光澤55%，11個月開始出現部分裂痕，光澤28%
添加6%，光澤80% 6個月開始輕微失光，光澤70%，20個月失光，光澤50%
(二)：抗透水性應用
絹云母對于耐水要求較高的油漆體系(如各種防銹底漆)能顯著提高其耐水性能，在底漆中加入3-5%的絹云母，實驗結果見下表：
耐鹽水檢測結果(5%的NaCl水溶液)
實驗品種加入方式結果C06-1鐵紅 未加 30小時開始起泡添加5%絹云母粉 50小時無變化H06-2鐵紅 未加 96小時開始起泡添加5%絹云母粉 200小時無變化
在一些工程類底漆中(如雙組份環氧底漆、聚氨酯底漆)，用氧化鋅：絹云母=0.5：1的比例按8%左右的比例加入，同時減少沉淀硫酸鋇、滑石粉的部分用量，在保持打磨性不變的情況下，能顯著提高防腐蝕性能，同時可提高涂料的防沉降性，大日本帝國化工公司在重防腐涂料體系中推薦使用絹云母，其具體使用方法是：磷酸鋅<磷酸鋁>：氧化鋅：絹云母=1：0.25：1.25，效果顯著。
另外目前在普通油漆中，為了防沉淀各生產廠家大量使用有機彭潤土來改善涂料的沉淀性，但使用有機彭潤土的量太大，嚴重影響漆膜的致密性，使耐水性變差，使用量過小又達不到防沉淀效果，如果用絹云母取代有機彭潤土，既可防沉淀，同時又提高耐水性，并且使用方法簡單，可直接加入，而無需像有機彭潤土使用前需制備預凝膠，簡化了涂料生產工藝。
四：總結
絹云母作為一種新開發的非金屬礦品種，國外早在80年代就將其作為功能性填料而廣泛應用于各類涂料中，而在國內由于非金屬礦的開發應用起步較晚，絹云母的應用受到加工技術、應用技術的制約，尤其是干法加工的絹云母產品其片狀結構受到破壞，同時無法剔除與云母相伴生的石英等雜質，影響了絹云母在涂料中的應用功能的發揮。滁州格銳礦業有限公司在美國MT礦物公司的技術支持下，在國內第一家采用濕法選礦超細精加工生產的格銳濕法超細絹云母粉，產品一上市即被杜邦華佳、廣東華潤、北京紅獅等600多家企業采用，產品廣泛應用與各類防腐涂料、建筑涂料、粉末涂料及其它多類功能涂料中。隨著涂料工業的發展和產品理念的提升，絹云母將越來越受到重視而被廣泛選用。以上通過理論分析和應用實驗介紹了絹云母在涂料中應用的功能作用同時參考了國內外的一些文獻資料，謹供各位同仁參考指正。
