Caolino - Talco - Mica
Caolino
Il caolino è minerale silicatico delle argille con formula Al2(SiO5)(OH)4, nel suo stato naturale è una polvere biancastra,morbida e idrofilica. È costituito principalmente da cristalli esagonali di caolinite con dimensione tipica tra 0,1 micrometri e 10 micrometri. Il minerale può contenere una varietà di altri minerali come feldspato, muscovite, quarzo e anatasio. Esiste anche il caolino grezzo che tende ad apparire giallastro perché colorato da pigmenti di idrossido di ferro. Il caolino colorato viene solitamente sbiancato chimicamente per uso commerciale per eliminare il pigmento di ferro e altri minerali.
Viene diffusamente impiegato nei coatings, ad esempio nei rivestimenti architettonici dove aumenta forza e opacità della vernice, la resistenza allo sfregamento e alle macchie, previene il cracking in caso di deformazioni del substrato.
Nei rivestimenti automobilistici svolge un ruolo significativo nel conferire alla vernice alcune qualità eccellenti come la levigatezza del film, brillantezza, resistenza alla corrosione e uniformità del film.
Inoltre ha un ampio utilizzo come riempitivo (filler) e a supporto di minerali più costosi come il titanio biossido, ha un'ottima azione di miglioramento alla distensione delle vernici e una spiccata azione di mantenere in sospensione i componenti della formula, grazie alla sua naturale tixotropia delle argille.
La durezza del caolino (da 2 a 2,5 Mohs) e le sue qualità fisiche contribuiscono a rendere la vernice duratura, resistente, ignifuga e adatta come barriera all'umidità e all'esposizione agli agenti atmosferici.
Il caolino ha un'ottima capacità reologica e di impasto ed è compatibile in una vasta serie di formulazioni di vernici a base d'acqua, olio o solvente, di inchiostri e vernici elettroforetici e di mastici. Infine, non è dannoso per le persone esposte sul posto di lavoro.
Le percentuali di utilizzo
variano dal 5 a oltre il 20% della formulazione.
Talco
Il talco è un minerale naturale di silicato di magnesio idrato Mg3Si4O10(OH)2 dalla struttura lamellare. È idrofobico e inerte alla maggior parte dei reagenti chimici e non si decompone a contatto con acidi. È un cattivo conduttore di elettricità, bassa conduttività termica ed elevata resistenza allo shock termico. Si decompone a temperature superiori a 900-1000°C e la durezza è di 1 Mohs, posizionandolo tra i minerali più morbidi.
L'elevata bianchezza e lucentezza naturale non rende generalmente necessario l'uso di sbiancanti e, a sua volta, può fungere da sbiancante. Grazie alla morbidezza, torna ideale per i rivestimenti primer per la possibilità di carteggiare e di riverniciare.
Il talco ha proprietà lubrificanti, antiadesive e fluidificanti, consentendo la preparazione di formulati ad alto residuo secco senza creare eccessive viscosità.
Come additivo nei rivestimenti impermeabili in poliuretano, la polvere di talco non solo può ridurre il ritiro volumetrico del rivestimento durante l'indurimento, ma migliora anche la resistenza all'usura e l'adesione del rivestimento, riducendo al tempo stesso i costi e conferendo stabilità allo stoccaggio e al calore. Nelle vernici al lattice è un elemento indispensabile in quanto ne migliora l'estetica, la durezza e la resistenza alla corrosione.
La struttura lamellare del talco consente un efficace livellamento del rivestimento, riducendone i difetti e aumentando le prestazioni fisiche e decorative. Nei rivestimenti resistenti alle alte temperature, la polvere di talco può migliorare la rigidità alla flessione garantendo stabilità strutturale.
Nei rivestimenti architettonici conferisce un'eccellente pennellabilità, ritenzione della luce, livellamento, effetto coprente, resistenza all'umidità e alla formazione di crepe.
Impiegato spesso anche nei rivestimenti per il legno, solitamente per vernici poliuretaniche primer o top-coat. L'indice di rifrazione del talco, essendo simile alla resina, dona al film un'elevata trasparenza, permettendo di apprezzare il substrato ligneo sottostante. Inoltre, l'effetto lucido del talco permette di non impiegare lo stearato di zinco, più costoso.
Le percentuali di utilizzo
variano dal 5 a oltre il 20% della formulazione, considerando però che in
assenza di altri riempitivi, il talco tende a sedimentare e/o ad affiorare.
Mica
La mica appartiene a un gruppo di minerali costituiti da silicati complessi di alluminio e potassio contenenti, secondo i tipi, anche magnesio, ferro, sodio, litio, fluoro e ossidrili. È caratterizzata da una facile sfaldatura, flessibile e più o meno elastica, la morfologia delle particelle è simile a scaglie o piastrine. La formula generica è XY2–3Z4O10(OH)2 dove: X è rappresentato principalmente da K, Na o Ca; Y da Al, Mg, Fe; Z da Si o Al.
La mica presenta un buon isolamento termico ed elettrico ed è inerte agli acidi. La durezza è fra 2,5 e 3 Mohs. Nei coating viene abbondantemente sfruttata per le seguenti peculiarità:
Effetto barriera: la struttura a scaglie forma un orientamento sostanzialmente parallelo nel film di vernice, riducendo la possibilità di penetrazione di acqua e altre sostanze corrosive. Tale capacità contribuisce a rendere il rivestimento anticorrosivo.
Antiusura: grazie alla sua durezza, la mica aggiunge resistenza all'abrasione, migliorando così la qualità di rivestimenti automobilistici, stradali, meccanici e murali.
Isolamento: ha una resistenza termica estremamente elevata e si dimostra essere un isolante eccellente. Unita a resina siliconica o resina boro siliconica, si ottengono materiali idonei per ambienti ad alto rischio come miniere, tunnel, edifici speciali, strutture speciali, ecc.
Ignifugo: è un ritardante di fiamma molto prezioso, in aggiunta di alogeni organici, è possibile preparare specifici rivestimenti ignifughi.
Anti-UV: la mica ha eccellenti proprietà di schermatura dai raggi UV e dagli infrarossi. Pertanto, l'aggiunta di polvere di mica nei rivestimenti per esterni può migliorare notevolmente la resistenza ai raggi UV del film di vernice e ritardarne l'invecchiamento.
Le percentuali di utilizzo variano dal 5 a oltre il 10% della formulazione, rispetto al caolino e al talco, tende a creare impasti più densi e collosi.
*Le descrizioni riportate rappresentano solo una panoramica generica, esistono innumerevoli tipologie per ogni specie minerale, adatte per ambiti specifici. Spesso vengono combinati fra di loro, assieme ad altre cariche, per mettere in risalto determinate peculiarità e ridurre al minimo i difetti di ogni specie.
