پوشرنگ های بر پایه MIO به عنوان پیگمنت ضد خوردگی از اوایل صده 1900 برای حفاظت از فولاد به کار می رود. اکسید آهن میکایی فرم آلفای Fe2O3 هماتیت صفحه ای می باشد. MIO در آب، حلال های آلی و قلیا حل نمی شود و در برابر اسید های غلیط در دماهای بالا اندکی حلالیت دارد. معمولا تا 1500 درجه که دمای ذوب آن می باشد متاثر از دما نیز نمی شود. علاوه بر خواص ضد خوردگی، MIOچسبندگی پوشش به زمینه و چسبندگی بین لایه ای را نیز افزایش می دهد.
صفحات اکسید آهن میکایی معمولا قطر 40 تا 50 میکرون و ضخامت 5 تا 10 میکرون دارد. برای اینکه این پیگمنت بتواند داخل لایه رنگ به درستی آرایش یابد معمولا پوششی با ضخامت بالای 50 میکرون باید داشته باشیم. اخیرا پیشرفت ها در زمینه تکنولوژی تولید اکسید آهن میکایی به ذراتی با ضخامت 1 تا 2 میکرون منجر شده است که به خصوص در پوشش های شاپ پرایمر مورد توجه قرار گرفته است و در واقع همین گرید بسیار نازک است که در پوشش های غنی از روی به خاطر نوع پک شدن ساختاری مقدار مصرف روی را به شدت کاهش می دهد. بنابراین می توان پوشش هایی با همان میزان حفاظت کنندگی پوشش های غنی از روی بدست آورد که هم ارزان تر و هم دوستدار محیط زیست است.
نتایج نشان می دهد که پوشش های غنی از روی حای اکسید آهن میکایی مدت زمان خشک شدن طولانی تری دارند و سختی آن ها پایین تر است ولی مقاومت به ضربه و تست کاپینگ و خمش بهبود یافته است.
فرمولاسیون های حاوی نسبت 1:1 MIO و زینک با pvc=50% بهترین عملکرد ضد خوردگی را طبق استانداردهای ASTM D 1654-92, D 610-85 and D 714-87 نشان می دهند.
اثر دیگر MIO پیشگیری قابل توجه در برابر افت چسبندگی بعد ار انجام تست خوردگی است.
در جداول زیر برخی از گرید های معمول MIO برای صنایع رنگ را مشاهده می نمایید.
E60 یکی از معمول ترین گرید های اکسید آهن میکایی است که در رنگ های میانی اپوکسی، پوشش های ضد خوردگی و دکوراتیو کارایی دارد. اندازه ذره این گرید زیر 45 میکرون است.
E150 گرید درشت تری است که اندازه ذره کمتر از 90 میکرون دارد و در برخی رنگ ها به عنوان پیگمنت ضد خوردگی و کاهش دهنده نفوذ پذیری کاربرد دارد. همچنین به دلیل درخشش و بافت پذیری در برخی پوشش های دکوراتیو خاص کاربرد ویژه ای پیدا کرده است.
گرید های میکرونیزه تر که زیر 5 میکرون و 10 میکرون هستند دارای رنگ قهوه ای مایل به قرمز هستند و معمولا برای ضد زنگ های معمولی عملکرد بسیار بهبود یافته تری در مقایسه با پیگمنت های معمول کروی اکسید آهن نشان می دهند.
صنعت پلیمر:
اکسید آهن میکایی در صنایع پلیمر بیشتر در ساخت قطعات مشکی دارای ظاهری با درخشش ستاره ای معمول هستند. به دلیل وزن مخصوص بالا این پیگمنت می تواند در ساخت مستربچ های سنگین ساز به کار رود. مشابه اثری که در پوشرنگ ها دیده می شود، MIO مقاومت به یووی پلیمر را با بلوکه کردن نوریووی افزایش می دهد. همپنین به دلیل افزایش ضریب انتقال حرارت در قطعات پلیمری قالب گیری شده، زمان اقامت در قالب را کاهش داده نرخ تولید را افزایش می دهد.
یکی از کاربرد های سنتی این پیگمنت در کامپاند های تقویت شده PP/PE است که علاوه بر بهبود خواص سرعت تولید را نیز در قالب گیری این کامپاندها افزایش می دهد.
صنعت جوشکاری:
MIO جایگزینی برای پودر آهن در الکترودهای جوشکاریSMAW می باشد که باعث بهبود سیالیت و ویژگی های سرباره و بهبود کیفیت جوش می باشد. MIO های مناسب برای صنعت جوشکاری باید Fe>65% lamellar content >70% داشته باشند.
برگه اطلاعات فنی گرید مناسب برای الکترود جوشکاری به صورت زیر می باشد:
صنعت لنت ترمز:
اکسید آهن میکایی یکی از فیلرهای معدنیبرای لنت ترمز می باشد که به علت حالت صفحه ای و مقاومت حرارتی بالا ئر صنعت لنت ترمز توجه زیادی به خود جلب کرده است. یکی از مزایای این فیلر کاهش اختلاف بین ضریب اصطکاک استاتیک و دینامیک است. فیلر هایی صفحه ای دیگر نظیر گرافیت نیز این عملکرد را دارند اما مزیت اکسید آهن میکایی به ثابت نگه داشتن خواص تحت دما و فشار های مختلف است.
علاوه بر این MIO از نظر سلامتی رتبه بسیار خوبی دارد زیرا سیلیکای آزاد (که موجب آلوگی های ریوی می شود) در آن بسیار پایین است به خصوص در پروسه هایی که خط تولید به روش میکس خشک عمل می کند سیلیکای آزاد موجب بسیاری از بیماری ها در کارگران خط تولید می شود.
یکی دیگر از فیلر های جایگزین در صنعت لنت ترمز کوارتز است که به علت سایندگی بسیار بالا هزینه تعمیر و نگهداری خط تولید را بالا می برد که MIO این ایراد را ایجاد نمی کنه.
مراجع:
https://www.lkabminerals.com/en/industry-uses/polymers/brake-pads/
https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/secm-2020-0041/html?lang=en
