蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层,依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物,其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成。具有特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性,从而赋予蒙脱土诸多改性的可能和应用领域的扩大。
涂料所用的技术是将有机活化剂分子插层到层状硅酸盐(蒙脱土)中,再将该蒙脱土与其他原料和树脂混合,这将确保蒙脱土颗粒以纳米尺度均匀分散在涂料中,增强了无机物与树脂间的相互作用,从而使漆膜的性能得到改善。将纳米蒙脱土粒子作为改性剂,使得粒子间的自聚作用降低,并以纳米颗粒的形式均匀地分散在涂料中。
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。
蒙脱土(MMT)是一种储量且廉价的天然矿物资源,具有特的片层结构,是增强聚合物材料性能的一种高性价比填料。当MMT在聚合物基体中实现良好分散时,能够明显提高聚合物材料的力学性能、气密性能、热稳定性能和阻燃性能等。但因其表面的亲水性,导致与聚合物相容性差,难以实现良好分散,因此,对其进行有机化改性。
在制备聚合物、粘土纳米复合材料时先对其进行有机化改性,可以解决由蒙脱土晶胞层间可交换性阳离子构成的亲水的微环境不利于亲油性的聚合物或单体插入,与聚合物的相容性不好的问题。利用长链季盐改性剂对蒙脱土进行离子交换处理,可制得有机蒙脱土。
改性后的蒙脱土具有亲油性来源于层间长链季铰盐在有机溶剂中的溶剂化作用,有机蒙脱土可以在甲苯等非极性溶剂中凝胶化;改性后的蒙脱土也可用于苯系污染物,重金属离子和有机农药的处理;有机蒙脱土也被广泛地用作于聚合物中的纳米填充材料,所得到得纳米复合材料具有比重轻,耐热性好,耐老化性、阻隔性、阻燃性优良等特点,并且复合材料具有较好的尺寸稳定性和透明性:季盐修饰的蒙脱土还可以用作抗菌材料。