文档介绍：矿物填料在涂料中的应用特性
概述
涂料是一种呈现流动状态或可液化之固体粉末状态或厚浆状态的,能均匀涂覆并且能牢固地附着在被涂物体表面,并对被涂物体起到装饰作用、保护作用及特殊作用,或几种作用兼而有之的成膜物质。
涂料产品除油漆之外,还包括了利用各种合成树脂、乳液等为主要原料生产的溶剂型涂料、乳胶型涂料、水溶性涂料、粉末状涂料等。
涂料中的无机填料又称体质颜料,有时也称颜料增量剂,可分为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,还具有改进涂料或涂膜的某些性能的功能,如控制流变性、改进附着力、控制光泽、提高遮盖力、防止腐蚀和优化颜料积浓度等。
涂料是无机填料的主要用户之一,目前世界上涂料产量约2300万吨/年,共消费填料约600万吨/年。我国已成为世界上的涂料生产大国之一,目前生产的涂料约300万吨/年,大约消耗无机填料80万~100万吨/年。
填料在涂料中的功能和要求
涂料中的填料(体质颜料),通常是白色或稍带颜色的,。它具有涂料用颜料的基本物理和化学性能,但由于折射率与成膜物质相近,因而在涂料中是透明的,不具有着色颜料的着色力和遮盖能力,是涂料中不可缺少的一种颜料。由于填料绝大多数来自天然矿石加工产品,其化学稳定、耐磨、耐水等特性好,且价格低廉,在涂料中起骨架作用。通过填充增加涂膜的厚度,改善涂膜力学性能,并能起耐久、防腐蚀、隔热、消光等作用。另一方面把它作为降低涂料制造成本的一种途径,利用其价廉、价格远远低于彩颜料,在满足漆膜遮盖力的前提下,适当添加体质颜料来补充彩色颜料在漆中应有的体积。
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与功能是:
在涂料中起骨架、填充作用,增加漆膜厚度,使漆膜丰满坚实;
调节涂料的流变性能,如增稠、防沉淀等;
改善漆膜的机械强度,如提高耐磨性和耐久性;
调节涂料的光学性能,改变涂膜的外观,如消光等;
成膜物质发生化学反应,使之成一个整体,使涂膜能有效地阻挡光线的穿透,提高其耐水性和耐候性,延长涂膜的使用寿命;
作为涂料中的填充剂,减少树脂用量,降低生产成本;
对涂膜的化学性能起辅助作用,如增强防锈、抗湿、阻燃性等。
不同的涂料品种和等级对填料的技术要求是不一样的,但对涂料用填料的一般要求如下。
白度应高,特别是在对涂膜颜色要求很高的涂料中,白度一般要求在90%以上。
易分散,这不仅有利于降低涂料生产时研磨分散的能耗和时间,更重要的是有利于涂料性能的发挥,因为填料和颜料的分散好坏,对涂膜性能(光泽、颜色、耐久性等)有直接的影响。
要有较低的吸油性,吸油值低才能提高涂料的临界颜料体积浓度(CPVC),节约树脂基料,才能适应符合环保要求的现代高固体分涂料的要求,才能制备出含量更高的预分散填料浆,才能与吸油值日趋降低的颜料(特别是钛白粉)相配套。
涂料常用非金属矿物填料的吸油值/(g/100g)
填料
吸油值
填料
吸油值
重晶石粉
白垩粉
晶体碳酸钙
白云石粉
高岭土
纤维状滑石粉
8~15
12~22
10~22
10~22
30~60
37~42
含碳酸钙滑石粉
云母粉
石英粉
硅藻土
片状滑石粉