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技术|碳酸钙增强,滑石粉增韧,硫酸钡增光

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-18  来源:金银岛涂料  浏览次数:3338
 一般的涂料由成膜物质、溶剂、颜料、助剂、填料组成。填料是除成膜物质外涂料最大的组成成分,所以填料的选择对于涂料的性能至关重要。

 

填料在涂料中的作用主要是以下几方面:

 

1.提高涂料与涂膜的机械强度;

2.填充作用,提高固体含量,减少树脂与溶剂用量,降低成本;

3.赋予涂料好的流动性、施工性能,增加涂膜厚度;

4.提供部分遮盖,耐候性、抗紫外性作用,延长涂膜使用寿命;

5.特殊功能性,如紫外线屏蔽、耐热、毒性极小;

6.改善其他添加剂性能,如增稠剂、流变剂、抗静电剂、紫外光稳定剂等。

 

2015年全球涂料产量为6150万吨,相对应需要的填料超过2000万吨,它们主要包括碳酸钙、重晶石粉、石英粉、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石、白云石等,这些填料各自有不同的组成结构、化学性能,但都有共同的特点,这些特点是作为涂料填料所必须的:

 

1.白色或浅色,白度要求一般在90%以上;

2.粒径小,粒度分布窄,易分散,能全面均匀遮盖涂层;

3.要有低的吸油性,吸油值低才能提高涂料的临界颜料体积浓度,节约树脂基材,符合现代高固体分涂料的要求。下图是一些非金属填料的吸油值/(g/100g);

4.能使涂料具有良好的流变性(流动性、流平性、悬浮性、增稠性等),使涂料在储存时不沉淀,便于施工成膜,形成光滑平滑的涂膜;

5.与涂膜其他成分相容性良好又不与其他成分发生化学反应;

6.有适当比表面积、粒子形状和晶体形态。它直接影响涂料的粘度、分散稳定性、折射率等性能。

 

按照填料在涂料中起的作用,一般把填料分为普通填料、活性填料、功能性填料和特殊填料;根据组成成分,又可以分为碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐及氧化物等。

使用不同的填料会倾向于不同的效果。有句话形容三个用量最大的填料:碳酸钙增强、滑石粉增韧、硫酸钡增光。这句话很笼统,却巧妙地点出了它们各自的特点。

 

一、碳酸钙:

 

碳酸钙是涂料最常用的填料,它还被广泛应用于塑料工业、造纸工业等。碳酸钙耐候性好、强度高,价格低廉(常见涂料填料最低),耐磨损,可提高涂料的耐腐蚀性能和涂料的流变性,还能降低粉化速率,改进保色性,提高抗污染性能,缺点是易起白霜。

 

二、滑石粉:

 

滑石粉也叫含水硅酸镁,由滑石矿直接粉碎而成。它具有很好的亲油性,在溶剂型涂料中容易分散且不会形成结块性沉淀,是溶剂型涂料主要填料,但在水性涂料中易引起结块性沉淀所以用量较少,因为它很强的吸油性,在粉末涂料中也不常用。滑石粉基本是纤维状或片状,纤维状耐候性好,但在涂料中流动性差,涂膜平整度也不足;片状滑石粉能提高涂料流平性、涂膜平整性和保光性。它的化学性质极其稳定,能耐900度高温,其缺点在于易粉化,应适量使用。

 

三、硫酸钡:

 

外观是致密的白色粉末,密度为4.5g/cm3,研磨后的重晶石粉被广泛应用于工业底漆,特别是汽车底漆,也用于需要较高光泽的面漆,微细重晶石粉在乳胶漆中可部分取代钛白粉。它的吸油量低,密度大,具有很好的填充性能,有利于光泽并有很好的保光性,极高的化学惰性,耐酸、耐碱、耐光,它在高腐蚀的环境中有很大价值。沉淀硫酸钡相对重晶石粉其粒径更小、价格更高,且易沉降,是高光半光粉末涂料的重要填料。

 

四、云母粉:

 

云母粉是一种非金属矿物,含有多种成分,其中49%是SiO2,30%是Al2O3,层状结构,是由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层。一般用于涂料的是白云母,它有良好的弹性、韧性、在油性漆中加入少量的云母粉可防止产生裂纹,在墙用乳胶漆也具有防裂和改进洗刷性的功能。湿磨云母粉另一个重要应用领域是用作钛珠光颜料的载体原料。

 

五、高岭土:

 

也叫白云土、观音土、陶土,得名于江西景德镇高岭村。分为水洗高岭土和煅烧高岭土两种,呈片状或者管状,遮盖性好、悬浮性好,水洗高岭土成本低,有改善涂膜手感的作用;煅烧高岭土成本高,但白度高、粒径小,在外墙涂料中应用较多,粉末涂料、高档外墙涂料中可以使用超细煅烧高岭土代替15%-20%左右的钛白粉。

 

六、硫酸钙:

 

以两种基本形态存在:无水石膏和石膏(石膏粉),涂料中用到最广的是无水石膏,它可以通过石膏煅烧而成。无水石膏色泽明亮,分散性好,可用于一些有光涂料及其他有特殊要求的涂料。

 

七、膨润土:

 

膨润土吸水后体积能够增大至原体积的5-6倍,且在水溶剂中能够释放出带电微粒而使涂料的粒子间产生静电斥力,所以有显著的增稠和悬浮作用,已成为低档内、外墙涂料常用的增稠、悬浮剂,在低档建筑涂料和粉体建筑涂料中有大量应用。

 

八、二氧化硅:

 

涂料用二氧化硅品种较多,而且性能千差百异。常见的有两种:气相二氧化硅(即白炭黑)和石英粉。

 

白炭黑是一种极纯的无定型二氧化硅,外观为带蓝相或白色松散粉末,化学性质十分稳定,不溶于除氢氟酸和强碱外的所有溶剂。在涂料中的作用有:1.液体涂料中稳定状态下有增稠作用;2.触变性,使较厚的涂膜不至于出现流挂现象;3.防止颜料下沉、起分散作用,粉末涂料中也用于防结团;4.提高涂膜耐水性、耐热性。

 

石英粉密度大、硬度高、耐化学腐蚀,在功能型建筑涂料中,石英粉是耐磨地面涂料和耐酸涂料的主要填料,也是高端墙面腻子的主要填料。天然多孔粉石英也用于液体涂料的消光粉。它综合性能好,吸油量低,然而分散困难和容易沉底结块等缺点导致了其用途相当有限。

 

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