Каолин в Бояджийски материали
Преглед на материали и публикации. Съставител YK Пирогов
Каолин - ежедневна наименование на продукт от минерален, състояща се изцяло или частично izalyumosilikata каолинит. Смлени и класифицирани каолин класове могат да съдържат минимални количества от други ламеларни силикати (слюда, илит и хлорит, избелващи) и кварц. Повечето от каолин използва в производството на бои, са изпрани да премахнете тези минерални примеси. Каолин има равнинна структура, но, за разлика от талк и слюда, неговата роля в покритията се определя до голяма степен допринася за оптиката от физичните свойства на покрития.
каолинит структура може да се опише като слой от силициев пръстени свързани със слой от алуминий октаедър с кислородни атоми, както е показано на фигура 1.
Добре оформени частици от каолинит имат формата на шестоъгълни плочи. В природата, тези плочи sladyvayusya в "купища" или "книги". Тъй като отделен kaolinitaimeet частиците окислен повърхност от едната страна и хидроксилна повърхност - от друга страна, тя е здраво свързана с частици над и под него. Това прави разделянето на слоевете по-сложни, отколкото за други плосък силикатни пълнители - талк и слюда. Каолин gidrofileni следователно лесно се диспергират във вода; за неводни приложения, съвместимост с матрицата се подобрява чрез повърхностна обработка.
Печати каолин
Каолинови глини обикновено са разделени в твърди и меки. според терминологията, която дойде от каучуковата промишленост. Hard глина - сравнително слабо изкристализира, много фин каолин с диаметър утаяване средно около 0,2-0,4 микрона. Те осигуряват усилващи свойства в каучук, давайки твърд зреене смес. Soft глина - по-добро кристализира, груби каолин с частици около 1.3 микрона в диаметър. Те имат по-малък подсилващ ефект, като мека смес.
Покритие клас каолин е разделена на обикновен (хидратирани, климатична фракционирано) и се калцинира. Конвенционални каолин структурно немодифициран и запазват хидрофилни повърхностни хидроксилни групи, т.е. кристализационна вода. Най-конвенционален каолин, използвани в покрития в САЩ и Европа, са изпрани. Тези знаци са получени чрез диспергиране на глина във вода, последвано от центрофугиране или хидроциклон за отстраняване на примеси и получаване на желаното разпределение на размера на частиците. Пречиства суспензия или обезводнява (за отстраняване на водоразтворими примеси) и се суши или се концентрира до 60-85% твърдо вещество и се доставят под формата на суспензия или гранули. Измитите марки често се третират, за да се подобри тяхната белота. Лечения включват химически избелване и / или висока интензивност магнитна сепарация за отстраняване на желязо, титан и други оцветяващи примеси.
Delaminirovanny каолин получава смилане на груба фракция, получена чрез промиване на мека глина. Така каолиновите купчини разделят в тънка, широк индивидуална плоча, подобрява яркостта и разсейване на светлината бариерни свойства.
Suhoizmelchennye марка каолин се отделя в поток от въздух, за да се намали количеството на примеси и получаване на желаното разпределение по размер. лаково-бояджийската промишленост използва само една малка част от каолин suhoizmelchennogo заради лошите си характеристики на цвета и по-високи абразия причинена примеси.
Калциниран каолин, получен чрез термична обработка на промива и избелени каолин. Ниско температура калциниране при около 650-700 ° С, отстранява структурни хидроксилни и дава аморфен метакаолин. Специфично тегло попада по време на процеса от 2.58 до 2.50, а твърдостта и порьозността и следователно яркостта, абсорбция масло и разсейване на светлината, се увеличава. Напълно калцинира глина с максимална яркост и разсейване на светлината се получават чрез загряване до 1000-1150 ° С Тази температура е достатъчно за пълното унищожаване на аморфната структура с последващо увеличаване на дела на 2.6-2.7, но без минералогични трансформации в мулит (специфично тегло на 2.6-2.7, твърдост 6-7). Баланс разсейване на светлината и яркост може да се променя от температурата, скоростта на нагряване и потокът се използва по време на калцинирането.
Поради значителното влияние на оптичните свойства на каолин покрития, калциниран каолин налични в по-голям диапазон от други силикатни функционални пълнители, за да се осигури пълната гама на кристалност и структура, размер на частиците, яркост и цветове, непрозрачност и матиращи свойства. Каолин може допълнително да се променя чрез химическа модификация. Там печати с диспергиращи покрити за лекота на дисперсия във вода, както и лекувани с силани или стеарати на подобрена съвместимост с органични матрици.
Свойства и използване на каолин
САЩ е най-големият доставчик на бои степени на каолини, създавайки един момент от около 7,5 милиона тона / годишно, 45% от които се изнасят. Вътрешна консумация на каолин се състои от приблизително 64% от промива, delaminirovannogo 15%, 11% и 9% от калцинирания suhoizmelchennogo. Приблизително 66% от вътрешното потребление използвани при производството на хартия покритие (56%) и пълнежът (10%); след промишленост потребителите боя е 6%.
- Украински 150-160000. Т. (90-93%), включително 120-140000. Т. Каолинова глина за керамика, огнеупорни материали и цимент, 2-3 хиляди. Т. Suhoizmelchennogo каолин и над 20 хиляди. Т . gidrotsiklonirovannogo каолин за пълнене и покритие хартия;
- от Испания 0.6-1 тона (за керамика) .;
- калциниран каолин и delaminirovanny внос от Германия, Англия и Финландия (пре / САЩ) 14-15 т главно за дружества с чуждестранно участие - .. хартия (98-99%) и боя (до 1%) индустрии.
Спектърът на свойствата на различни степени на каолин са представени в таблица 1.
Каолин използва главно в състав на боя като удължител (дистрибутор) титанов диоксид в водна основа архитектурни бои. Там калцинирана каолини често реализират своите изключителни свойства - разпределението на яркостта на свойствата на титанов диоксид и покритие. Промитата и delaminirovanny каолин частично подобрява разпределението на титанов диоксид, леко увеличава покриващ силата и може да се използва за контрол на гланц (по-малък размер на частиците, по-голям гланц).
Въпреки факта, че производството на боя се интересува предимно в оптичните свойства на каолин, този минерал е функционален пълнител. Каолин - фино раздробен, ламиниран, химически инертен материал. Той има неутрален или леко кисело рН на 10% водна дисперсия, и могат да се доставят с предварително определено разпределение на размера на частиците. Каолини се използват за подобряване на тиксотропни свойства, тече и изравни имоти, плавност на филмите, трайността на филми и атмосферни влияния. Delaminirovannye каолин са предпочитани за подобряване на бариерните свойства, намаляват избледняване и общото съпротивление на външните покрития. Калциниран каолин поради високата си твърдост и износоустойчивост на покрития увеличение. Видове покрития, които използват каолин, показани в Таблица 2.
Каолин като удължител пигменти
Оптимизацията на цветови рецепти за най-добро съотношение "цена-качество" избор каолин удължител е от решаващо значение, и този избор зависи от вида на покритието.
Бои с висока концентрация на пигмент обем
Бои с концентрация обем високо пигмент (PVC) по-голяма от критичната пигментна обемна концентрация (CPVC), са икономични и обикновено имат висока покривност при ниски и много ниски концентрации на ТЮ2. Консумация - критичен цвят имот с високо OCP, той се регулира от концентрацията на TiO2. и опаковане удължител пълнител. При тази концентрация TiO2 контактна зона "пълнител въздух" в кратни на удължител пълнител е glavnyym регулатор непрозрачност във филми суха боя. Разширители с пореста структура, като калциниран каолин, осигуряват висока контактна зона "пълнител въздух", а оттам и висока покривност на покрития.
Бои с SCD под критичната стойност, като полу-матов и лъскав мастило, нямат газова фаза в сухи филми. Тук, цялата повърхност на твърдите частици намокрени с свързващото вещество образува гладка филм LK-покритие, и обхващащ способност се определя основно от частици TiO2 и само в по-малка степен - затворен въздух микро кухини каолин частици. На всички TiO2 концентрация покривност се подобрява, когато максимално повърхности излагане TiO2 частиците на светлина.
Използване на фин каолин с размер на частиците от около 0,2-0,4 микрона (същия размер на частиците TiO 2), ние получаваме оптимално разпределение на обема на TiO2 частици. предотвратяване на по-нататъшно агломерация и осигуряване на максимално излагане на светлина.
Избор удължител пряко свързани с основните свойства изискват подобрение или корекция при получаването на състави за боядисване.
Когато запълването на CPVC боя са матирано. Степента на мътност определя чрез отразяване на светлина, при 85 градуса, наречен блясък. Запълнени ниски бои гланц имат CPVC и могат да бъдат много лъскави или полу-мат. Gloss се измерва при отражение ъгли на 60 или 20 градуса. Обмислете използването на подходящ удължител каолин в матова леко лъскави цветове. Целта - да се подобрят свойствата на покритие, като същевременно се поддържа или подобряване на други свойства.
За да се постигне ниска гланц във високо-CPICH използва пълнители удължители системи с големи частици, които се отрази неблагоприятно на свойствата на покритието.
За да се избегне намаляването на покритието свойства при ниска блясък разработен vysokobelye фини калцинирани каолини, например KAOKAL ®. Mika ® 03-98, Mika ® 02-98. Структурираните повърхностноактивни калциниран каолин частици ефективно разпръсват светлина като отблясъци редукция. Също ниско блясък и висока непрозрачност тази повърхностна структура проявява отлични довършителни свойства (минимална разлика в блясък с различна дебелина слой мастило).
Глобата (1-3 микрона по метода на лазерна дифракция) дава добри разпределение смазочни ТЮ2. води до подобряване на непрозрачност. уникална повърхност структура ефективно разпръсква светлина, като нисък гланц. Сравнителни характеристики на различни степени на калциниран каолин и каолин обогатен подобрени CRF-90-1 са показани в таблица 3.
С нарастване на търсенето на по-чисти тонове и висока степен на белота на бои, разработена нова калцинирана каолин с висока яркост. Тези марки с яркост над 95% дава синкави или неутрални цветове и отлична покривност на бои, които могат да бъдат получени при умерена цена.
заключение
формулиране мастило могат да бъдат оптимизирани с подобрена покривност при запазване или намаляване на разходите с правилния избор на удължителя. бои цена-качество е силно зависим от размера на TiO2. Използването на подходящи пълнители на базата на калциниран каолин за подобряване на плътността при намаляване консумацията на ТЮ2. ние се технологично, причинени по-ниски икономически разходи, без да засягат неблагоприятно други важни свойства на покритията. Разбирането на връзката между размера на частиците, тяхната форма, повърхностна структура и състав (наличие на скрити микрокухини оптично нехомогенни слоеве и други подобни), абсорбция масло и осигурява възможност retsepturschiku гъвкавост при получаване на желаните свойства за дадена стойност.
Позоваването
Свързани статии