Wollastonite - umpluturi versatil funcționale
Wollastonite - umpluturi versatil funcționale
Wollastonit - este un silicat de calciu natural cu formula CaSiO3 molecular. Fiind cunoscut ca un Spar stratificat, la sfârșitul secolului al XVIII-lea, în 1822, a fost numit wollastonit după chimistul englez și filozoful William Hyde Wollaston (William Hyde Wollaston). Cu toate acestea, redenumirea wollastonit nu au mai rămas decât un fapt curios că până la începutul primei utilizări comerciale în 1933, când a început să fie produsă în California, ca materie primă pentru producția de fibre minerale. Wollastonite nu a primit răspândirea comercială largă de până la 50-e ai secolului XX, atunci când, în timpul boom-ul de construcție post-război, a început să fie utilizat pentru producerea de vopsele, grunduri, materiale de umplutură și ceramică.
Wollastonit este unic printre minerale industriale printr-o combinație de cristale albe, sub formă de ace și pH alcalin. wolastonit grad industrial în general, au un grad ridicat de purificare, deoarece o parte semnificativă de impuritățile extrase în timpul prelucrării umede și / sau separarea magnetică de mare intensitate. Wollastonit minerale, de obicei, asociate sunt cuarț, calcit, diopsid, granat si pregn. Aceste incluziuni - rezultatul formării wollastonit naturale prin cuart de contact metamorfice și calcar în conformitate cu următoarea formulă:
CO2
dioxid de carbon
Căldura consumată de wollastonit reacție, magmă vulcanică este asigurată, ceea ce contribuie, de asemenea, aluminiu, magneziu și fier, formând minerale însoțitoare.
Structura și proprietăți
Figura 1 arată că structura este caracterizată prin wollastonit recurente, tetraedre silica irecuperabile triplu. Lanțul format de aceste tetraedre cuarț aderat la părți de calciu, formând octogoane. Datorită unei astfel de structuri, wollastonit ca un ac de cristal crește și stochează structura acicular în clivaj. Densitatea mare a lanțurilor de cuarț asigură duritatea acestui mineral (4,5-5 Mohs). În natură, o cantitate mică de calciu poate fi înlocuit cu fier, magneziu, mangan, aluminiu, potasiu și sodiu. Pierdere la calcinare (substanțe volatile evaporarea la 1000 ° C. C) este foarte scăzută pentru wollastonit pură. În probele industriale pierderea la calcinare variază în intervalul de la 0,5% -2.0%, în principal, în funcție de conținutul de calcit rezidual.
Suprafața Wollastonite în contact cu apa, este hidrolizat pentru a forma hidroxid de calciu, care furnizează alcalinitate dispersii wollastonit. Wollastonit este descompus de acizi minerali, în special acidul clorhidric, și unii acizi organici (acid formic, acetic, citric, lactic). descompunere incompletă în silicagel acidă se formează. Wollastonit are un efect de tamponare puternic în soluții acide datorită degajării de ioni de calciu.
clasele sunt
Utilizarea wollastonit în umplutură se datorează în primul rând cantitatea de ace în cristale wollastonit naturale, a cărei formă este păstrată în timpul măcinării în produsele finale. Particulele de anizotropie wollastonit descris aspect ratio - raportul dintre lungimea particulelor lățime. Clasificarea de baza notelor industriale se bazează pe dimensiunea și forma particulelor.
Obținerea grade comerciale de wollastonit necesită adesea eforturi deosebite pentru a elimina sau a reduce conținutul de impurități nedorite. Minereul este mai întâi zdrobit și măcinat pentru a extrage minerale. Rodie și diopside - wollastonit minereu colorat componente - au proprietăți magnetice slabe și pot fi îndepărtate prin separatoare magnetice de mare intensitate. Calcit este îndepărtat prin flotație.
Wollastonit este de preferință mărunțite în mori cu bile. wolastonit grad Pulbere măcinat până la un raport de aspect relativ scăzut (3: 1-5: 1). Soiuri cu raport mare de aspect se obține menținând în același timp atent măcinarea structurii aciculară a particulelor. Dacă este necesar, separatorul de aer separă fracția de praf asemănător. Soiuri cu raport mare aspect au indicii de la 12: 1 la 20: 1. wolastonit Industrial cu o lungime medie de la 200 microni la ace dlinorazmernyh la 20 microni pentru soiurile mikroigolchatyh. Figura 2 ilustrează struktru mikroigolchatogo wollastonit raport ridicat de aspect.
Ca clasele mici și mari dimensiuni sunt disponibile în silanul și organosilanul tratate pentru a îmbunătăți compatibilitatea cu matricea organică.
Evoluția ca umplutură funcțională
Ca material de umplutură funcțional pentru vopsele și lacuri wolastonit a fost aplicat de la mijlocul anilor '40 ai secolului XX. proprietăți atractive ale acestui mineral în această aplicație a dovedit culoarea albă, destul de duritate mare și alb naturală ridicată. [1]
- Versatilitate - pe baza formei aciculare oferind capacitate, rezistență în straturi subțiri și stabilitatea generală opacizare;
- absorbție de ulei moderat adecvat pentru formulări cu o concentrație de volum mare de pigment;
- luminozitate ridicată, oferind un tonuri mai pure;
- Comparativ mai înaltă duritate, care asigură rezistență la abraziune;
- pH component alcalin, care devine una dintre cele mai importante proprietăți ale wollastonit ca amoniacul reduce debitul și îmbunătățește rezistența acoperirilor la coroziune și mucegai.
Cinci ani mai târziu, mai multe materiale de umplutură au fost investigate pentru asigurarea rezistenței la coroziune a grund epoxidic pentru suprafețe metalice. Deoarece utilizarea inhibitorilor de coroziune de plumb și crom a fost interzisă, au existat noi tipuri de inhibitori: molibdat, borat și fosfat. Dar ei au dezavantajele lor asociate cu absorbție ridicată de ulei și o eficiență scăzută. Studiul raportului efect al CPICH / CPVC (volum pigment concentrație / concentrație volumică de pigment critic) pentru a menține proprietățile anticorozivi primerii au condus la o reinterpretarea selecție de umplere. Dintre 9 excipienți comparativ a fost preferat wollastonit, asigură cea mai bună rezistență la coroziune și rezistența la umflarea. Aceste cifre ar putea fi chiar mai bine atunci când se utilizează epoksilanom modificată wollastonit [3].
- Dimensiunea TFC în intervalul 38-45% și un raport de CPICH / CPVC în intervalul 0,6-0,9 nailuchschie asigură proprietăți de acoperire la doze modificate wollastonit 150 g / l și un pigment anticoroziv 100 g / l;
- proprietăți de acoperire excelente;
- Ratele ridicate de rezistență la expunerea prelungită la pulverizare cu sare și umiditate;
- Dimensiunea OKP la 38% oferă o mai bună VOPSIRE ULTERIOARA și rezistența la coroziune.
De-a lungul ultimilor ani, a existat o creștere a utilizării wollastonit într-o gamă largă de acoperiri rezistente la coroziune. Deși stratul de apă-epoxi și dominat în prezent, mai ales că există o tendință de reducere a utilizării solvenților organici volatili în acoperiri pentru a reduce sarcina asupra mediului, wollastonit este de asemenea utilizat în sistemele de copolimer acrilic.
Chromate și pigmenți anticorozivi fosfat au fost făcute pentru a îmbunătăți eficacitatea grunduri de protecție pentru metal, primerii în special pentru flota și grundurilor și aeronave. substituția completă a proprietăților funcționale ale cromului hexavalent este încă imposibil în special pentru sarcini reduse. Deoarece stronțiu Cromatul în multe sisteme este în continuare singura opțiuni, wollastonit este utilizat pentru a reduce cantitatea de stronțiu cromatului, fără pierderi de protecție la coroziune. Pentru a reduce este utilizat dependența de cromatul de stronțiu, de exemplu, fosfat de zinc, care în ultimii 30 de ani a devenit lider de pigment inhibitor non-toxic. Astfel, wollastonit suprafața modificată este aplicabilă cu succes pentru a îmbunătăți proprietățile fosfat de zinc în formulări alchidice [6].
În compozițiile de tip barieră în care rezistența la coroziune proprietăți diferite de proprietățile pigmenților inhibând atinse, wollastonit a demonstrat eficacitatea de la sine. Deoarece protecția oferită de sistemele de acest tip este mai strans legata de reglarea permeabilității de ioni și legătura chimică a liantului cu suprafața de umplere, ipoteza de lucru este că wollastonit suprafața tratată asigură o eficiență ridicată de formă aciculară și legătura chimică formată între suprafața de umplere și liantul [7].
În plus, solubilitatea wollastonit în acizi pot fi controlate prin selectarea adecvată a modificatorului de suprafața particulei. Prin selectarea atentă a proprietăților chimice ale modificatorului la proprietățile inhibitoare ale pigmentului și liantul contribuția wollastonit pasivizare poate fi salvat, și un efect sinergetic poate fi maximizată.
umplere multi-funcțional
În plus față de utilizarea de protecție împotriva coroziunii si wollastonit brand cu albeață ridicată și un raport de aspect de mare utilizat pentru producția de construcții, industriale și marine vopsele pentru a asigura acoperiri de înaltă rezistență, în special sub influența unor sarcini fizice și atmosferice. sub formă de particule aciculare wollastonit, chiar și cu un raport de aspect scăzut, îmbunătățește pelicula de acoperire protectoare, asigurând în același timp durabilitatea și flexibilitatea precum și o excelentă rezistență la abraziune. Note Wollastonite aspect ratio ridicat și sunt utilizate în sistemele de construcții groase - în asfaltul, acoperiri bituminoase, acoperiri și elemente ale blocului de textură - pentru a asigura o rezistență și stabilitate mecanică. Wollastonit este de asemenea utilizat în vopsele pulverulente epoxidice, deoarece are o cerere scăzută în liant asigură o acoperire netedă (exclusiv „coajă de portocală“) îmbunătățește rezistența la apă, aderența la suprafață. clasele coarser de primeri ac wollastonit utilizate, deoarece acestea oferă o suprafață texturată-micro cu o legătură bună cu învelitorile ulterioare. Acoperirile decorative 10 microni și 30 microni wollastonit este utilizat pentru a asigura o suprafață netedă mătăsoasă.
Pentru comoditate, proprietățile de bază ale Wollastonite care sunt importante pentru acoperiri sunt prezentate în tabelul 1. Tipurile de acoperiri care să profite de wollastonit, împreună cu notele recomandate de wollastonit sunt prezentate în tabelul 2. Proprietățile wollastonit și vlyanie privind proprietățile acoperiri sunt prezentate în tabelul 3.
Mai multe informații despre wollastonit: