天然蒙脱土按其层间可交换阳离子的种类分为氢基、钙基、钠基、锂基等蒙脱土,以钙基蒙脱土为主,但其性能较差,产品附加价值低。钠基蒙脱土比钙基蒙脱土有更好的膨胀性、阳离子交换性,水介质中的分散性、粘性、润滑性、热稳定性及较高热湿压强度和抗压强度。可用NaCl乙醇溶液、碳酸钠、焦磷酸钠、多聚磷酸钠作为改性剂交换钙基蒙脱土为钠基蒙脱土。
蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来的疏油性,不利于其在聚合物基体中的分散,因此要对其进行有机改性。蒙脱土常用的有机改性剂有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物单体和偶联剂等。例如采用阳离子表面活性剂改性常用十六或十八烷基基等季铵盐处理蒙脱土,发生阳离子交换反应。使有机基团覆盖蒙脱土表面或揷入其层间,使其表面能发生变化,增大了层间距,使其由原来的亲水性转变为亲油性。
制备涂料:在常温条件下,向搅拌釜内投入含羟基醇酸树脂,其投入量以能均匀分散所加入的有机活化蒙脱土和颜料所需的量为准,然后再加入改性树脂、有机活化蒙脱土和颜料,混合均匀,研磨分散至细度小于20μm,加入剩余的含羟基醇酸树脂、氨基树脂、光稳定剂、流平剂和消泡剂,调和均匀,过滤、调节黏度,得到本涂料。
再加入相当于总量40mg/kg的甲基硅油作为涂料调整剂,加溶剂调节黏度,得到汽车面漆用的涂料。
由于蒙脱土纳米粒子具有较大的比表面积,吸附性,同时纳米粒子增强了汽车面漆中各组分间的相容性,这使得面漆与底材有更好的附着力,添加了纳米蒙脱土改性涂料的汽车面漆可使附着力提高近一个等级。
阳离子表面活性剂是改性MMT常用且使用多的一类有机改性剂,其改性机理为:阳离子表面活性剂通过与MMT层间的阳离子进行离子交换,使得阳离子表面活性剂能够顺利进入MMT层间,使MMT由疏油性变成亲油性,且增大了MMT的层间距,有利于聚合物链进一步的插层。
蒙脱土系蒙皂石粘土(包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土)经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成,平均晶片厚度小于25nm,是有商业用途的无机高分子类增稠剂。
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