凹凸棒石粘土在水性防水涂料中的应用

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凹凸棒石粘土在水性防水涂料中的应用
一． 概述
随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，人们开始重视环保和身体健康。国家环保部门也制定了水性环保涂料产品标准，北京市建委于2003年3月17日颁布了《关于加强建筑施工管理严格溶剂型防水涂料使用的通知》规定在北京市禁止使用溶剂型防水涂料。根据国家化学建材产业政策规定和建筑市场对水性防水涂料的需求，我们研制开发了水性PVC及SBS改性防水涂料技术，该项技术已转让到大庆龙化新实业有限公司、广东科顺精细化工有限公司、江西瑞龙建筑防水有限公司、广州台实防水涂料有限公司、太仓金马防水材料厂及辽宁铁岭防水材料厂等十几家企业，进行了大批量工业化生产，所生产的产品应用到我国南方及北方地区的民用住宅、厂房等建筑物防水，达到了良好的防水效果，产品经建材权威部门检测，达到了国家建材行业标准《水性沥青基防水涂料》JC408-91和《水性聚氯乙烯防水涂料》JC634-1996的要求。目前上述生产企业生产形势良好，产销量较大。
我们在研制该项技术时重点解决了水性乳化工艺难点和原材料中关键填料的选择配伍问题，经过大量的试验和工业化生产证明，我们所选用的无机填料是使水性防水涂料综合性能较大幅度提高的凹凸棒石粘土，下面就有关凹凸棒石粘土在水性改性防水涂料的应用技术简述。
二．凹凸棒石粘土的概况和性能
凹凸棒石粘土是一种世界稀有的非金属矿产。目前世界上只有美国、乌克兰、印度、澳大利亚、中国等几个少数国家拥有，美国发现最早，我国于1976年由江苏农学院教授首先发现。凹凸棒石粘土最终用于百余种系列上千种规格的产品中。
我国唯一一处储量最大的凹凸棒石粘土矿是在苏皖交界线的明光市。明光市三山矿业有限公司是明光市最早开发研究凹凸棒石粘土并集开采、加工一体化的企业之一。该公司选用优质高品位凹凸棒石粘土经浸泡、活化、挤压、干燥、研磨等工序，研发而成水性防水涂料的优良悬浮剂和填料——OT-I型凹凸棒石粘土（以下简称“OT-I型”）。
1、产品特性
（1） OT-I型呈链状结构，具有特殊的棒状、纤维状晶体形态，内部多孔，表面凹槽，质地柔软，密度特轻。其特点是比表面大、吸咐力强、悬浮优良、分散均匀。
（2） 良好的物化性能
由于OT-I型晶体具有纤维轴平行的良好解理，以及呈链状晶体结构和棒状、纤维状的细小晶体外形，使得OT-I型在外加压力下能够充分地分散，且溶液中晶体受重力影响比受电性影响大，因而在截留液体中形成一种杂乱的纤维网络，这种悬浮液具有非牛顿特征，OT-I型的流变性能决定了它可用作防水涂料的悬浮剂。
2、OT-I型在防水涂料的应用效果
（1）降低成本
在防水涂料各项配方比例正常情况下，OT-I型用于填充料，既可提高产品质量，同时又降低单位成本，最大优势是由于其特殊结构，是其它任何石粉料所不能替代的。
（2）增加耐高温、抗老化性
因为OT-I型是以天然凹凸棒石粘土为主原料，所以用于防水涂料悬浮剂填料既抗老化，又特别耐高温。
（3）性价比优良
因其特殊物化性能，任何同样价格的石粉作用是无法相比的。
（4）悬浮性优势
OT-I型密度较轻，分散性强，生产中在外加高速剪切作用下能够充分分散，分散过程中，沉淀系数较小，其悬浮率大于75%，是优良的悬浮剂。
（5）比表面积大
OT-I型的吸附性取决于它较大的表面积和表面物理化学结构及离子状态，其吸附作用包括物理吸附及化学吸附，物理吸附的实质是通过范德华力将吸附质分子吸附在OT-I型的内外表面，表面积和孔结构是其物理吸附作用的重要指标。晶体结构内部沸石通道存在赋予了OT-I型巨大的内比表面积，同时由于单个晶体呈细小的棒状、针状和纤维状，在分散时，棒状纤维并不保持所想的方位及较高的表面电解，呈毡状物无规则地沉淀，它们聚集在一起形成大小均一的次生孔隙，这一特征使得OT-I型的比表面积最高可达915m 2/g。
（6）良好的乳化性
OT-I型具有一定的离子交换性的催化性，与水混合后，其阳离子Mg2+与Al3+或Fe3+的类质同象置换，以及水中氢离子或其它等价物的交换反应，致使OT-I型的乳化性能优于同类石粉（如膨润土）。
（7）优良的物理指标
凹凸棒
含 量
颜 色
(白度)
PH
值
吸油率
悬浮率
松堆密度g/cm3
细　度
(目)
水 份
膨　胀
ml/g±
比表面积
m2/g±
阳离子交换量
mg当量100g±
粘 度
(厘泊)
70-80%
50-70
7-8.5
≥75%
>75%
≤0.35
200-1200
5-15%
4-6
600-900
400-500
2000-3500
三、OT-I型的使用要点
OT-I型在水性防水涂料中可作悬浮剂、填充剂、抗分层剂使用。辅以其他成份促使防水涂料抗裂、抗老化、抗紫外线等多重功效，加入OT-I型需高速剪切，添加量根据生产工艺配方而定，一般情况下加15%左右，也可以与石棉粉、滑石粉、膨润土、云母粉等混合使用，该产品具有较强的吸附性，能有效吸附各种防水涂料中的有毒气味，有利于环保和提高防水涂料品位，属绿色环保建材产品。
四、水性防水涂料的生产和施工
1、水性防水涂料的生产配方和工艺
（1）水性PVC防水涂料的生产配方和工艺
①生产配方：基料300-350kg、PVC改性剂50-100kg、增塑剂10-20kg、OT-I型140-200kg、扩散剂1-5kg、水400kg左右；
②生产工艺：先将基料加热脱水，达到一定温度后，按配方要求加入PVC、助剂等通过搅拌加热使PVC和助剂与基料混合共溶，得到均匀体系后慢慢流入盛有OT-I型的水性高速分散乳化罐，边加边高速搅拌，直到材料完全乳化，调整好稠度即可出料，用200kg铁桶包装。
（2）水性SBS防水涂料的生产配方和工艺
①生产配方：900#沥青350kg、SBS30-50kg、机油40-50kg、OT-I型120kg、乳化剂1-2kg、水200kg左右。
②生产工艺：与水性PVC防水涂料的生产工艺相似，只是温度和搅拌时间不一样。
（3）水性防水涂料的产品性能
采用OT-I型作为水性防水涂料的增强填料和悬浮剂，提高了产品性能，降低了产品成本，改善了施工性。用该项技术生产的水性防水涂料产品性能按国家建材行业标准《水性沥青基防水涂料》JC408-91和《水性聚氯乙烯防水涂料》JC634-1996检测，得到检测数据如下：
①不挥发物含量：45-50%；
②低温柔性（直径20mm圆棒）：-10oC—15oC无裂纹；
③耐热性（800c+2oc×2h）：无流淌、起泡；
④不透水性（0.1Mpa×30min）：不渗水；
⑤粘结强度：≥0.20Mpa；
⑥延伸性（膜厚4mm）：≥14mm。
2、水性防水涂料的施工
对水性改性防水涂料的施工性来讲，最大的特点是夏天可厚涂，春秋可薄涂，冬天可掺加助剂施工，即施工前加在防水涂料内掺加2-3%的助剂，搅拌均匀后涂刷，这样做能保证低温施工质量。水性防水涂料的粘结力和成膜质量仍受施工气温高低的影响，气温越高，分散渗透性越强，粘结力越高，成膜质量越好；施工气温越低，涂膜质量就差。
由于该涂漠具有良好的弹性和耐高低温性能，因此施工时除接缝、天沟、排水口、特殊部位需用玻纤网布或无纺布抗强外，大面积施工可不用增强材料。水性防水涂料施工用量一般为3.5—5.5kg/m2，水性SBS防水涂料用量可少些，水性PVC防水涂料用量要多些。
五、小结
1、OT-I型用于防水涂料中作增强和悬浮剂可改善涂料的沉淀和分层现象；
2、防水涂料中使用OT-I型，提高了产品性能，降低了生产成本，改善了施工性能；
3、OT-I型在防水涂料中的应用技术已转让到全国十几家防水涂料厂达到了工业化批量生产的程度；
4、产品性能经国家权威部门检测达到了国家建材行业标准《水性沥青基防水涂料》JC408-91和《水性聚氯乙烯防水涂料》JC634-1996要求；
5、产品经我国南方、北方不同地区建筑物防水应用，达到了良好的应用效果；
6、该项技术可在许多防水材料企业推广应用。

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不知道 和白炭黑和有机膨润土比起来那个更好点   成本更低