玻璃鳞片在大约60年前首次商业化生产，多年来一直用于减少气体和水汽通过镀膜扩散。然而，玻璃鳞片生产的进步已经允许生产更薄和更一致的鳞片，这导致了对使用玻璃鳞片增强可以获得的性能的研究工作。

玻璃片看起来像碎玻璃的显微碎片。与纤维或颗粒填料相比，薄片的高纵横比赋予了添加它们的材料独特的性能。188金宝搏bet官网在选择添加水平和大小分布时必须谨慎，以获得所需的结果和对特定特性的优化。

最初，玻璃片的平均厚度约为8微米，但Glassflake Ltd.在上世纪80年代初开创了一种新的生产工艺，使玻璃片的生产厚度大大降低。现在生产的薄膜从7微米到100纳米都可以，而用于油漆行业的大部分薄膜都是7到3微米。

添加玻璃鳞片可以显著改善的领域包括:阻燃性、减少水汽或气体渗透、机械强化、粘度和触变性变化、耐磨性、尺寸稳定性和抗紫外线。改进性能可以在大多数涂料树脂中实现，但玻璃鳞片主要用于热固性材料，如不饱和聚酯和环氧树脂。188金宝搏bet官网有趣的是，这种好处也延伸到了聚丙烯、聚四氟乙烯、纸和水泥等材料上。188金宝搏bet官网一如既往，使用玻片有好处也有缺点，在这里介绍其中一些，以及一些潜在的使用领域。

受玻璃鳞片影响的性能

在配方中加入玻璃鳞片会影响涂料的各种性能。这些包括:

• 蒸气和气体的渗透/扩散;
• 抗化学腐蚀;
• 抗紫外线;
• 机械性能——抗拉、抗压强度、弯曲模量等;
• 耐磨性;
• 模内收缩(热塑性塑料)聚合(热固性);
• 尺寸稳定性，如抗蠕变、翘曲和下垂;
• 耐冲击;
• 介电强度和电阻率;
• 耐燃、耐排烟、燃烧时抗下垂;
• 热变形温度;
• 化学反应。

除了用于部件的涂料外，大多数涂料都是基于有机树脂。然而，所有的有机涂料都会在某种程度上传递或吸收水汽和气体。防止或抵制这种情况是扩大腐蚀保护的理想条件，而正是在这一领域，玻璃片最初找到了它们的位置。它们后来被用来改善其他感兴趣的领域。

在防腐涂料中使用诸如云母和云母氧化铁之类的板状屏障颜料，以减少水汽的传输，其好处已经被人们了解了很多年。其他屏障颜料如铝和锌片也被用作阳极和屏障填料的组合，并取得了不同程度的成功。玻璃片受欢迎的原因有几个。它们有很大的长宽比，不像云母，完全不渗透水汽和一致的组成。其他常用的屏障颜料是不透明的，颜色通常很浓;云母氧化铁尤其使涂层难以在浅色着色，而玻璃鳞片是透明的。此外，由“C”或ECR玻璃制成的玻璃鳞片在大多数环境中具有高度的耐化学性和惰性，具有良好的机械性能，通常被认为是简单的粉尘危害或无危害，特别是与小纤维和其他一些颜料相比。

不幸的是，人们很少了解使用不同浓度的鳞片、鳞片长宽比、粒径分布以及对粘度和临界颜料体积浓度的不寻常影响。人们对玻璃在各种树脂基质中的结合方式也知之甚少，尽管玻璃鳞片不受水蒸气和气体扩散的影响，但它在树脂基质中并没有形成连续的屏障。因此，树脂载体起着非常重要的作用，即玻璃鳞片不能使较差的树脂膜变成优良的涂层，尽管它可以大大改善它。另一方面，即使是优秀的树脂也可以从添加薄片中受益。与添加纤维或其他填料相比，片状填料对机械加固和防火性能也有不同的影响。

使用玻璃片时的重要注意事项

许多不同类型的涂层树脂用于玻璃片，包括聚酯，环氧树脂，氯橡胶，醇酸，煤焦油，乙烯基和水基丙烯酸。虽然添加薄片通常会提高几乎任何涂层或膜的湿气透过性，但也可能有其他的好处，如新特性被赋予或旧特性被改进。玻璃鳞片的添加水平、粒径分布和与载体的附着力是至关重要的。

尽管长弦比低至10:1的玻璃片会带来好处，但通常长弦比越高，屏障效果越好。然而，这一前提必须在一定程度上缓和，因为不对齐，大展弦比薄片可以提供直接穿过薄膜的路径，当薄膜的厚度小于薄片的公称直径时，或导致裂纹扩展的应力增加。此外，当使用大薄片时，一些性能可能会受到不利影响，如弹性和拉伸断裂。考虑使用大薄片的实用性也很重要;也就是说，当喷涂一种涂层时，喷枪的尖端尺寸受到几个因素的限制，薄片必须足够小，才能通过喷枪尖端。因此，通常约250 μ m及以下的薄片用于喷雾应用，而此尺寸以上的薄片(大至1000 μ m)用于手工应用材料。188金宝搏bet官网大的薄片也容易产生粗糙的表面饰面。

薄片尺寸和厚度只是获得性能所涉及的问题之一。玻璃鳞片的加入量和颗粒分布也很关键。很明显，如果使用薄玻璃片，同样重量的玻璃片比使用厚玻璃片要多得多。因此，被薄薄片浸湿的表面积要大得多。这意味着不可能只是简单地说明对薄片数量的要求。在5 μ m的厚度下添加20%的鳞片，且不超过临界色素体积浓度与树脂比(CPVC)，这是可能的。但如果添加相同数量的2 μ m厚度的片状，其表面积至少是较厚片状的2.5倍，并且可能没有足够的树脂进行润湿，从而超过CPVC水平。在任何情况下，从厚片到薄片的粘度增加可能是如此之高，在相同的水平上添加是不可能的。与任何配方一样，微小的修改可以带来显著的变化。玻璃鳞片尤其如此，有必要进行充分的评价。

从前面的叙述可以明显看出，一旦选择了片状的厚度，优化颗粒的大小和添加水平是很重要的。这一水平将取决于所使用的树脂类型以及与之配套使用的其他颜料或填料。

在有机材料的防腐蚀性能中，与基体的粘附起着重要的作用。188金宝搏bet官网同样重要的是填料与树脂的结合，以获得从耐腐蚀角度和机械性能的性能。硅烷在玻璃纤维工业中已使用多年，以提高粘接和性能。这种性能的改善通常被看作是某些机械性能的增加和湿气传输的减少。在热固性树脂中，只要在添加玻璃鳞片之前或之后将选定的硅烷添加到树脂组分中，就可以获得显著的性能提高。然而，对于热塑性材料，这通常是不可能的188金宝搏bet官网，玻璃鳞片必须用硅烷预处理。值得注意的是，预处理薄片通常不仅在热塑性塑料中，而且在热固性和更高的水平，比通过树脂间接添加硅烷所达到的水平。

在向树脂中添加硅烷的情况下，观察到有一个临界水平是正常的，优化峰值往往非常陡峭。对于每一种特定的树脂、玻璃厚度、颗粒分布和添加水平都是如此。还应注意的是，其他填料或添加剂，如触变性剂，会影响优化水平。当通过预处理玻璃添加硅烷时，如果没有达到引起结块的鳞片饱和，所使用的硅烷水平就不是那么关键了。还观察到，用预处理玻璃，一个更高水平的玻璃鳞片可以添加到树脂(特别是热固性)，而不超过CPVC水平。然而，使用预处理薄片的一个缺点是成本和薄片安全危害分类的变化。

用现代的生产方法，玻璃鳞片可以生产在一个一致的厚度，这可能是不同的目的，从约10 μ m厚度低至100纳米，和几乎无限的粒径分布是可能的。直到Glassflake的姐妹公司腐蚀涂层公司进行了大量的工作，才很好地了解了厚度、粒径、体积浓度等的影响，该公司最初使用不同厚度和直径、不同颗粒分布的薄片对玻璃鳞片涂层配方进行了评估。有些结果是令人惊讶的，有些则是意料之中的，因为测试涉及了广泛的性能范围，而不仅仅是扩散和耐腐蚀性，因此发现了一些有趣的参数。特别值得注意的是，当使用玻璃鳞片时，某些材料的耐火性能，包括减少烟雾排放、收缩率、热变形和蠕变。188金宝搏bet官网这些结果导致了非涂层应用和工程热塑性塑料的工作。下面的部分展示了一些涂层工作的示例。

片不同浓度

进行了试验，以评估通过改变薄片浓度所带来的水蒸气传输的变化。乙烯基酯树脂被用作载体树脂，唯一的区别是被测试材料的玻璃鳞片的添加水平。188金宝搏bet官网测试最初在临界区域进行到零，然后使用14%、15%和16%的水平进行主要评估。

从表1的结果可以看出，量-渗透曲线非常陡峭，添加量变化1%，渗透率从10.61变为3.46。进一步添加玻璃会使渗透速率变差，但仅在进一步添加时(这里没有显示)，随着CPVC水平的接近和超过，渗透速率会逐渐恶化。

阴极解粘测试是一种短时间(28天)，但非常有效的测试，可以评估电阻率、含水率、与衬底的粘附性和耐碱性。这四个方面中的任何一个，如果不利，都会影响最终的结果。在相同的树脂基质中评估玻璃负载的变化，结果如表2所示。

结果与预期的一样，显示出与水蒸气传输测试相似的模式，只是在这种情况下，16%的结果几乎与14%水平的结果一样糟糕。

最近的试验表明，该玻璃鳞片具有良好的抗H₂S和甲烷对乙烯酯基管道涂层的影响比HDPE要好。

薄片长宽比对性能的影响

进行了测试，以评估玻片填充聚酯体系的力学性能，玻片厚度名义为3 μ m，有两种不同的长径比(表3)。每种情况下的负载重量为15%。虽然是预期的，但有趣的是，当使用较大的薄片时，发现收缩大幅减少，抗压强度和伸长-断裂的显著差异。这些影响是由改变薄片的长宽比引起的。

粘合剂的水平

为了评价粘结剂的添加水平和临界性，采用乙烯酯玻璃鳞片的标准配方，硅烷粘结剂的水平不同。然后进行测试，以评估每个固化样品的性能。

由表4可知，0.6%硅烷的添加量对涂层性能有显著的改善。然而，一些测试工作显示，在进一步提高硅烷含量之前，添加硅烷比不添加硅烷的结果更差。

混合时间的影响

搅拌时间是影响载体内玻璃鳞片性能的重要因素之一。混合时间影响薄片的润湿和分布，不仅对MVT速率有显著影响，而且对合成涂层的力学性能也有显著影响。使用不同等级的鳞片进行测试以评估参数(表5)。使用z型叶片混合器将玻璃鳞片混合到树脂中。然后用钢压模将混合物模压成斑块，树脂中加入33%的玻璃重量。

直径较小的B/1片的混合时间较宽径比较大的B/1片的混合时间长。显微镜显示，在混合45分钟后，样品中含有分散较差的薄片，但在60分钟后，薄片分布均匀，随后对混合75分钟和90分钟的样品所拍摄的显微镜显示，薄片正在破裂。当试样与玻璃鳞片A/1和A/2混合60分钟，与玻璃鳞片B/1混合75分钟时，得到了最佳的力学结果。总的来说，试件中薄片的表观体积含量越高，试件提供的力学性能越好，前提是实现了满意的混合(表6)。

A/2具有最好的力学性能，可能是由于该配方中添加的玻璃鳞片重量的表面积最大，有更多的增强树脂，从而产生更高的弯曲模量等。三种薄片的抗拉强度均低于抗弯强度。A/2的冲击抗弯强度几乎是A/1和B/1值的两倍。这与A/2玻璃的厚度是A/1和B/1的一半有关，也就是说，该样品中的薄片数量是其他样品的两倍。

结论

镀膜有很多方面，但可以看到，玻片可以在多种方式和多种材料中提供显著的性能改进，包括弹性体化合物。188金宝搏bet官网玻璃片可与其他填料和添加剂一起使用，并可与许多粘附促进剂或偶联剂兼容，如氨基、乙烯基和环氧功能硅烷，以增强粘结。

尽管有这些优点，但需要仔细考虑应该使用多少和哪种类型的玻璃鳞片和偶联剂。

参考文献

1.不仅仅是一种添加剂，而是一种非凡的性能改善剂。(2005)。

2.附着力在有机涂料防腐中的作用，JOCCA，九月(1985)。

3.复合材料和玻璃鳞片玻璃涂层-现实和神话，材料腐蚀工程IEM会议，马来西亚，1986年10月10日。188金宝搏bet官网