
1、概述
涂料是一種呈現流動(dòng)狀態(tài)或可液化之固體粉末狀態(tài)或厚漿狀態(tài)的,能均勻涂覆并且能牢固地附著(zhù)在被涂物體表面,并對被涂物體起到裝飾作用、保護作用及特殊作用,或幾種作用兼而有之的成膜物質(zhì)。
涂料產(chǎn)品除油漆之外,還包括了利用各種合成樹(shù)脂、乳液等為主要原料生產(chǎn)的溶劑型涂料、乳膠型涂料、水溶性涂料、粉末狀涂料等。
涂料中的無(wú)機填料又稱(chēng)體質(zhì)顏料,有時(shí)也稱(chēng)顏料增量劑,可分為非功能性填料和功能性填料。前者主要起增量作用,以降低涂料的原材料成本;后者除具有增量作用外,還具有改進(jìn)涂料或涂膜的某些性能的功能,如控制流變性、改進(jìn)附著(zhù)力、控制光澤、提高遮蓋力、防止腐蝕和優(yōu)化顏料積濃度等。
涂料是無(wú)機填料的主要用戶(hù)之一,目前世界上涂料產(chǎn)量約2300萬(wàn)噸/年,共消費填料約600萬(wàn)噸/年。我國已成為世界上的涂料生產(chǎn)大國之一,目前生產(chǎn)的涂料約300萬(wàn)噸/年,大約消耗無(wú)機填料80萬(wàn)~100萬(wàn)噸/年。
2、填料在涂料中的功能和要求
涂料中的填料(體質(zhì)顏料),通常是白色或稍帶顏色的,折射率小于1.7的一類(lèi)顏料。它具有涂料用顏料的基本物理和化學(xué)性能,但由于折射率與成膜物質(zhì)相近,因而在涂料中是透明的,不具有著(zhù)色顏料的著(zhù)色力和遮蓋能力,是涂料中不可缺少的一種顏料。由于填料絕大多數來(lái)自天然礦石加工產(chǎn)品,其化學(xué)穩定、耐磨、耐水等特性好,且價(jià)格低廉,在涂料中起骨架作用。通過(guò)填充增加涂膜的厚度,改善涂膜力學(xué)性能,并能起耐久、防腐蝕、隔熱、消光等作用。另一方面把它作為降低涂料制造成本的一種途徑,利用其價(jià)廉、價(jià)格遠遠低于彩顏料,在滿(mǎn)足漆膜遮蓋力的前提下,適當添加體質(zhì)顏料來(lái)補充彩色顏料在漆中應有的體積。
3、涂料中使用填料,降低成本不是唯一作用。填料所起的主要作用與功能是:
1)在涂料中起骨架、填充作用,增加漆膜厚度,使漆膜豐滿(mǎn)堅實(shí);
2)調節涂料的流變性能,如增稠、防沉淀等;
3)改善漆膜的機械強度,如提高耐磨性和耐久性;
4)調節涂料的光學(xué)性能,改變涂膜的外觀(guān),如消光等;
5)成膜物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應,使之成一個(gè)整體,使涂膜能有效地阻擋光線(xiàn)的穿透,提高其耐水性和耐候性,延長(cháng)涂膜的使用壽命;
6)作為涂料中的填充劑,減少樹(shù)脂用量,降低生產(chǎn)成本;
7)對涂膜的化學(xué)性能起輔助作用,如增強防銹、抗濕、阻燃性等。
8)不同的涂料品種和等級對填料的技術(shù)要求是不一樣的,但對涂料用填料的一般要求如下。
9)白度應高,特別是在對涂膜顏色要求很高的涂料中,白度一般要求在90%以上。
10)易分散,這不僅有利于降低涂料生產(chǎn)時(shí)研磨分散的能耗和時(shí)間,更重要的是有利于涂料性能的發(fā)揮,因為填料和顏料的分散好壞,對涂膜性能(光澤、顏色、耐久性等)有直接的影響。
11)要有較低的吸油性,吸油值低才能提高涂料的臨界顏料體積濃度(CPVC),節約樹(shù)脂基料,才能適應符合環(huán)保要求的現代高固體分涂料的要求,才能制備出含量更高的預分散填料漿,才能與吸油值日趨降低的顏料(特別是鈦白粉)相配套。涂料常用非金屬礦物填料的吸油值 如表1.1所示
表1.1 涂料常用非金屬礦物填料的吸油值 /(g/100g)
填料 |
吸油值 |
填料 |
吸油值 |
重晶石粉
白堊粉
晶體碳酸鈣
白云石粉
高嶺土
纖維狀滑石粉 |
8~15
12~22
10~22
10~22
30~60
37~42 |
含碳酸鈣滑石粉
云母粉
石英粉
硅藻土
片狀滑石粉 |
39~42
45~90
14~25
60~100
35~72 |
12)應當有確定的粒度和窄的粒度分布,篩余物應盡可能低,現在涂料要求填料在許多應用領(lǐng)域里具有微細化甚至超細化的粒徑,這樣才能發(fā)揮它在涂料中的空間位隔作用,使涂膜中的顏料粒子均勻分布,從而最大限度地發(fā)揮顏料的遮蓋(如鈦白粉)、著(zhù)色(如彩色顏料)和防銹(如防銹顏料)等潛力,起到部分替代顏料的作用。
13)能使涂料具有良好的流變性(流動(dòng)性、流平性、懸浮性、增稠性等),使涂料在儲存時(shí)不沉淀,便于施工成膜,形成光滑平整的涂膜。
14)應與涂料中的基料、顏料和其他添加劑有良好的相容性但同時(shí)也應有一定的惰性,不與上述成分發(fā)生化學(xué)反應。
15)具有適宜的比表面積,因為它影響著(zhù)涂料的黏度、流變性、分散穩定性、沉降性和吸油量等。
16)具有確定的粒子形狀和晶體形態(tài),使涂料具有確定的折射率等光學(xué)性能和保證填料在涂料中應有的功能。
?歡迎進(jìn)入【粉體論壇】
更多精彩!歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信(bjyyxtech)
|