Воластонит - универсални функционални пълнители
Воластонит - универсални функционални пълнители
Воластонит - е естествен калциев силикат с формула CaSiO3 молекулното. Да бъдеш известен като ламиниран препирам в края на ХVIII век, през 1822 г. е обявен за воластонит след английския химик и философ Уилям Хайд Wollaston (Уилям Хайд Wollaston). Въпреки това, преименуване воластонит остава не повече от любопитен факт е, че до началото на първия си търговски цели през 1933 г., когато тя започва да се произвежда в Калифорния като суровина за производство на минерални влакна. Уоластонит не е получил широко търговско разпространение на до 50-те години на ХХ век, когато по време на строителния бум след Втората световна война, тя започва да се използва за производството на бои, грундове, пълнители и керамика.
Воластонит е уникален сред индустриални минерали чрез комбинация на бели игловидни кристали и алкално рН. Индустриална клас воластонит обикновено имат висока степен на пречистване, тъй като значителна част от от примеси, извлечени по време на мократа обработка и / или висока интензивност магнитна сепарация. Воластонит обикновено свързани минерали са кварц, калцит, диопсид, гранат и прегн. Тези включвания - резултат от естествено образуване воластонит от контакт метаморфен кварц и варовик в съответствие със следната формула:
CO2
въглероден диоксид
Топлината, консумирана от реакционната воластонит, вулканична магма е осигурено, което също допринася алуминий, магнезий и желязо, образувайки придружаващи минерали.
Структура и свойства
Фигура 1 показва, че структурата се характеризира с повтарящи се воластонит, силициев диоксид тетраедри тройна блокирани. Верига, образувана от тези кварц тетраедри присъедини в страни от калций, образувайки осмоъгълници. Поради такава структура, воластонит иглоподобни кристали расте и съхранява игловиден структура в разцепването. Високата плътност на кварцови вериги осигурява твърдостта на този минерал (4.5-5 Моос). В природата, малко количество на калций може да бъде заменен от желязо, магнезий, манган, алуминий, калий и натрий. Загуба при накаляване (летлива субстанция изпаряване при 1000 ° С. С) е много ниска за чист воластонит. В промишлени проби загуба при накаляване варира в диапазона от 0.5% -2.0%, предимно в зависимост от съдържанието на остатъчна калцит.
Воластонит повърхност в контакт с вода се хидролизира за да се образува калциев хидроксид, който осигурява алкалност воластонит дисперсии. Воластонит се разлага с минерални киселини, особено солна киселина и някои органични киселини (мравчена, оцетна, лимонена, млечна). Непълно разлагане в киселина силикагел се образува. Воластонит има силен буфериращ ефект в кисели разтвори поради освобождаване на калциеви йони.
класове са
Използването на воластонит в пълнители се дължи предимно на количеството на иглите на природен воластонит кристали, чиято форма се запазва по време на смилане в крайните продукти. Анизотропия воластонит частици описани съотношение - съотношението на дължината на частичките към ширината. Основна класификация на промишлените класове са въз основа на размера и формата на частиците.
Получаването на търговски степени на воластонит често изисква специални усилия за премахване или намаляване на съдържанието на нежелани примеси. Рудата е първият натрошени и смлени за извличане на минерали. Нар и диопсид - воластонит руда оцветени компонента - имат слаби магнитни свойства и могат да бъдат отстранени от високо интензивни магнитни сепаратори. Калцит се отстранява чрез флотация.
Воластонит предпочитане е раздробена в топкови мелници. Прах клас воластонит смила до относително ниско съотношение (3: 1-5: 1). Сортове с високо съотношение се получава, като се поддържа внимателно смилане игловиден структура на частиците. Ако е необходимо, сепаратор въздух, отделя прах като фракция. Сортове с високо съотношение имат индекси от 12: 1 до 20: 1. Промишлени воластонит като средна дължина от 200 микрона до игли dlinorazmernyh до 20 микрона за mikroigolchatyh сортове. Фигура 2 илюстрира struktru mikroigolchatogo воластонит високо съотношение.
Като малки и големи размери класове са на разположение в силан и органосилан третирани за подобряване на съвместимостта с органична матрица.
Evolution като функционален пълнител
Като функционален пълнител за бои и лакове воластонит се прилага от средата на 40-те години на XX век. Атрактивни свойства на този минерал в тази заявка се оказаха бял цвят, а висока твърдост и висока бели. [1]
- Гъвкавост - въз основа на игловиден форма осигурява придаващи непрозрачност способност, сила на тънки покрития и цялостната стабилност;
- Умерено абсорбция масло подходящ за състави с висока концентрация на пигмент обем;
- Висока яркост, осигуряването на по-чисти тонове;
- Сравнително голяма твърдост, която осигурява устойчивост на износване;
- Алкална рН компонент, който се превръща в една от най-важните свойства на воластонит като амоняк намалява поток и подобрява устойчивостта на покрития на корозия и плесен.
Пет години по-късно, няколко пълнители са изследвани за осигуряване на устойчивост на корозия на епоксиден грунд за метални повърхности. Тъй като използването на олово и хром корозионни инхибитори е било забранено, имаше нови видове инхибитори: молибдат, борат и фосфат. Но те имаха своите недостатъци, свързани с високо усвояване масло и ниска ефективност. Изследване на съотношението ефект на CPICH / CPVC (концентрация / критична концентрация обем пигментна обемна пигментна) за поддържане на праймери антикорозионни свойства доведоха до преразглеждане на избора на пълнител. Сред 9 спрямо помощните вещества се предпочитат воластонит, осигурява най-добрата устойчивост на корозия и устойчивост на подуване. Тези данни могат да бъдат дори по-добре, когато се използва модифициран воластонит epoksilanom [3].
- размер ТФК в диапазона 38-45% и съотношение на CPICH / CPVC в обхвата от 0,6-0,9 nailuchschie осигури свойства на покритието при дози модифицирани воластонит 150 грам / л и антикорозионни пигмент 100 гр / л;
- Отлични свойства на покритието;
- Високите нива на устойчивост на продължително излагане на сол спрей и влажност;
- размер на 38% OKP осигурява по-добър покриващата способност и устойчивост на корозия.
През последните няколко години се наблюдава увеличаване на използването на воластонит в широка гама от антикорозионни покрития. Въпреки, че покритието на вода-епоксидна и в момента доминира, особено след като се наблюдава тенденция за намаляване на употребата на летливи органични разтворители, в покрития, за да се намали натоварването на околната среда, воластонит се използва също и в системите на акрилатен съполимер.
Хромат и фосфатни антикорозионни пигменти са направени за подобряване на ефективността на защитни праймери за метал, особено праймери за флота и автомобилни и самолетни праймери. Пълното заместване на функционалните свойства на шествалентен хром е все още невъзможно, особено за ниски натоварвания. Тъй като стронций хромат в много системи все още е единствената опция, за уоластонит се използва за намаляване на количеството на стронция хромат, без загуба на защита от корозия. За да се намали се използва зависимостта от стронциев хромат, например, цинков фосфат, който за последните 30 години стана водещ нетоксичен инхибиране пигмент. По този начин, повърхностно модифицираният воластонит е също така успешно е приложимо за подобряване на свойствата на цинков фосфат в алкидни формулировки [6].
В съставите от типа на бариера, където устойчивост на корозия постигнати свойства, различни от свойствата на инхибиращи пигменти, воластонит доказа своята ефективност по себе си. Тъй като защитата, предоставена от системи от този тип е по-свързани с регулирането на йонна пропускливост и химична връзка на свързващото вещество с повърхността на пълнежа, работната хипотеза е, че повърхностно-третиран воластонит осигурява висока ефективност на игловиден форма и химическа връзка, образувана между повърхността на пълнител и свързващо вещество [7].
Освен това, разтворимост воластонит в киселини може да се контролира чрез подходящ избор на повърхностния модификатор на частиците. Чрез внимателен подбор на химичните свойства на модификатора на инхибиторните свойства на пигмента и свързващото вещество в принос воластонит пасивация може да бъде запазена и синергичен ефект може да бъде увеличен.
Многофункционален пълнител
В допълнение да се използва за защита от корозия, за уоластонит марка с висока степен на белота и голям аспект съотношение се използва за производство на строителни, производствени и морски бои да осигури високи якостни покрития, особено под въздействието на физически и атмосферни натоварвания. Иглести форма воластонит частици, дори с ниско съотношение аспект, подобрява защитен филм покритие, като същевременно се гарантира трайността и гъвкавост, както и отлична устойчивост на абразия. Класове воластонит високо съотношение и се използват в дебели сградни инсталации - в асфалтови настилки, битумни покрития, покрития и текстура блокови елементи - да се осигури механична якост и стабилност. Воластонит се използва и в епоксидни прахообразни бои, защото има по-ниско търсене в свързващото вещество осигурява гладко покритие (изключителен "портокалова кора") подобрява устойчивостта на вода, адхезия към повърхността. Груби оценки на воластонит игла праймери се използват, тъй като те осигуряват микро-текстурирана повърхност с добра връзка с последващи лакове. Декоративните покрития 10 микрона и 30 микрона воластонит се използват за осигуряване на плавен копринена повърхност.
За удобство на основните свойства на уоластонит, които са важни за покрития са дадени в таблица 1. Видовете покрития, които да се възползват от воластонит, заедно с препоръчителните степени на воластонит са дадени в Таблица 2. свойства на уоластонит и vlyanie от свойствата на покритията са дадени в Таблица 3.
Повече информация за воластонит: