您知道在涂料配方體系中 填料該如何選擇嗎
2023-08-19
涂料填料的挑選，因?yàn)槿槟z漆擁有氣味小、施工方便、干燥迅速、安全環(huán)保等特點(diǎn)而得到了快速而猛烈的發(fā)展。隨著乳膠漆技術(shù)研究的逐步深入,國(guó)內(nèi)在乳液、助劑、顏料角度的技術(shù)日趨成熟。但對(duì)填料的選擇并不非?？季?研究相對(duì)較少,同時(shí)因?yàn)閲?guó)內(nèi)部分中小涂料企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)力量相對(duì)薄弱,對(duì)填料運(yùn)用技術(shù)的認(rèn)識(shí)不足,使得不少企業(yè)選擇了優(yōu)質(zhì)的乳液，根據(jù)乳膠漆生產(chǎn)中運(yùn)用填料的現(xiàn)狀,就怎么樣正確、合理地選用填料作一簡(jiǎn)要探討。
1乳膠漆常用的填料及其特性
乳膠漆中可運(yùn)用的填料品種不少,常用的品種有重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、硅灰石粉、絹云母粉(云母粉)、沉淀硫酸鋇、膨潤(rùn)土、灰鈣粉、超細(xì)硅酸鋁、石英粉等。
1.1碳酸鈣
碳酸鈣有天然跟合成的兩種,前者為重質(zhì)碳酸鈣(簡(jiǎn)稱重鈣),后者為輕質(zhì)碳酸鈣(簡(jiǎn)稱輕鈣)。重鈣又稱大白粉、雙飛粉、方解石等,不溶于水、易溶于酸、密度大、易沉淀,產(chǎn)品成本低,同時(shí)在乳膠體系中運(yùn)用能夠改善保色性,擁有少許干遮蓋力,易起白霜。輕鈣是石灰石經(jīng)高溫煅燒后配成的石灰乳,再融入CO2氣體并沉淀干燥而得。其特點(diǎn)是密度小、顆粒細(xì),在乳膠漆中可改善保色性、懸浮性好,擁有少許干遮蓋力,其缺點(diǎn)是易起白霜。
1.2滑石粉
滑石粉是一種含水硅酸鎂鹽的無(wú)機(jī)鹽,利用天然滑石礦粉碎制得,滑石粉屬六方菱形板狀晶體片狀結(jié)構(gòu),有滑膩感,使用于乳膠漆中可改善涂料的施工性、流平性,缺點(diǎn)是易粉化。
1.3硅灰石粉
硅灰石粉的主要成分為CaSiO3,產(chǎn)品呈針狀、棒狀或折射狀纖維結(jié)構(gòu)。使用于乳膠漆中可使白色涂料擁有明亮的色調(diào)并擁有部分干遮蓋力,同時(shí)有助于提升漆膜的耐磨性跟耐久性,增強(qiáng)漆膜的硬度。
1.4煅燒高嶺土
高嶺土是以高嶺石為主要成分的黏土,其主要成分為:AL2O3·2SiO2·2H2O,質(zhì)軟,易分散于水中,煅燒高嶺土是近幾年出現(xiàn)的功能填料之一,其特點(diǎn)是白度高,分散性好,遮蓋力強(qiáng),配合二氧化鈦的運(yùn)用能提升涂料的綜合效果。
1.5絹云母粉
絹云母粉是一種細(xì)粒的白云母,屬層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽,晶體為鱗片狀。富彈性、可彎曲、耐酸、耐堿、化學(xué)穩(wěn)定性好。在乳膠漆中運(yùn)用可大幅度提升漆膜的耐候性,并能防止水汽穿透、阻止龜裂、延遲粉化等,是近幾年來(lái)應(yīng)用的重要功能填料。隨著中國(guó)非金屬材料加工技術(shù)跟應(yīng)用技術(shù)的提升,當(dāng)下已有不少填料問(wèn)世,合理應(yīng)用各種填料可改善涂料性能。以下對(duì)幾種常用填料性能及其在涂料中作用作一簡(jiǎn)要對(duì)比。
2乳膠漆中填料的選擇
在乳膠漆中合理選擇填料的品種及規(guī)格可大幅度地提升涂料的質(zhì)量,要是選擇不當(dāng)則會(huì)帶來(lái)不必要的麻煩。
2.1根據(jù)涂料的應(yīng)用范圍選擇不一樣品種
乳膠漆分為內(nèi)墻涂料、外墻涂料,一般在外墻涂料中選擇耐候性好、不易粉化的填料,建議運(yùn)用絹云母、硫酸鋇、硅灰石、煅燒高嶺土等,一般不用輕鈣;內(nèi)墻涂料中建議運(yùn)用重鈣、輕鈣、滑石粉、高嶺土等白度較高的產(chǎn)品,同時(shí)運(yùn)用超細(xì)粉體。表1為幾種常規(guī)填料的產(chǎn)品性能相比。
2.2根據(jù)運(yùn)用填料的品種選擇不一樣細(xì)度
重鈣、硫酸鋇、滑石粉、煅燒高嶺土等填料在涂料中運(yùn)用,一角度起到體質(zhì)填充的作用,另一角度擁有一定的干遮蓋力,一般建議運(yùn)用超細(xì)產(chǎn)品,由于填料對(duì)二氧化鈦的遮蓋力有協(xié)同作用,當(dāng)粉體粒徑達(dá)到微細(xì)化級(jí),基本上跟所配套應(yīng)用的二氧化鈦顏料的粒徑接近時(shí),可提升二氧化鈦的遮蓋效果,同時(shí)提升漆膜的強(qiáng)度跟耐水性能。運(yùn)用硅灰石、絹云母是為了提升漆膜強(qiáng)度、耐候性、耐水性等,一般建議運(yùn)用800目左右的產(chǎn)品,如考慮漆膜效果時(shí),可采納1250目左右的產(chǎn)品,2000目以上的產(chǎn)品一般不建議運(yùn)用。
2.3根據(jù)CPVC濃度要求選擇不一樣的填料
臨界顏料體積濃度(CPVC),是指基料正好覆蓋顏料粒子表面,并充滿顏料粒子堆積空間時(shí)的顏料體積濃度,填料的細(xì)度越高,其比表面積越大、吸油值越高,CPVC就會(huì)越小。通常乳膠漆配方的PVC一般不超過(guò)CPVC,否則將影響漆膜的不少物性,隨著乳膠漆市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨白熱化,為了降低成本,增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),研制高PVC乳膠漆已成為各乳膠漆廠重要的研究課題。兩個(gè)PVC值一模一樣的乳膠漆配方,因運(yùn)用原料及比例的不一樣,產(chǎn)品的CPVC值并不一模一樣。所以,要使乳膠漆擁有高的PVC值,其質(zhì)量又能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),核心在于使乳膠漆擁有高的CPVC,從而最大限度地縮小其PVC跟CPVC值間的差距。在設(shè)計(jì)涂料配方時(shí),高性能的乳膠漆采納超細(xì)填料,低檔乳膠漆選擇粒度相對(duì)粗、吸油值低的填料,如重鈣、重晶石等。
3填料的指標(biāo)控制
填料品種、規(guī)格不少,相比混亂,選擇優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品才能保證乳膠涂料的質(zhì)量。乳膠漆運(yùn)用填料應(yīng)考慮的指標(biāo)為:產(chǎn)品純度、白度、粒度、325目篩余物、pH值、吸油量。純度是產(chǎn)品最重要的指標(biāo)之一,功能填料尤為重要。優(yōu)質(zhì)滑石粉可改善乳膠漆的施工性能、流平性;高純硅灰石可大大提升漆膜的強(qiáng)度;片狀絹云母在涂膜中層層疊加,提升漆膜的強(qiáng)度、耐水性,同時(shí)擁有獨(dú)特的紫外屏蔽功能,提升涂料的耐候性能等。對(duì)滑石粉、硅灰石填料以SiO2指標(biāo)來(lái)核定,SiO2含量越高產(chǎn)品越純;對(duì)絹云母、高嶺土等硅酸鋁鹽填料,以SiO2、Al2O3指標(biāo)來(lái)控制;對(duì)碳酸鈣以CaCO3含量核定。白度是客戶選擇填料的依據(jù)之一,對(duì)重鈣、輕鈣、高嶺土等利用干遮蓋力效果的填料尤為重要;同時(shí)要考慮填料的色相,以青色相最佳。市場(chǎng)上一般以目數(shù)來(lái)核定粒度,此種方法并不很科學(xué),同時(shí)有廠家以低目數(shù)充高目數(shù)產(chǎn)品,一般建議客戶在選擇原材料產(chǎn)品時(shí)要求給予粒度分布圖,以中位粒徑來(lái)核定更有價(jià)值。對(duì)功能填料的選擇還必須了解產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,如用煤燒、電燒工藝所生產(chǎn)的高嶺土產(chǎn)品性能差異非常大,采納干法、濕法工藝所生產(chǎn)的絹云母粉產(chǎn)品性能差異也非常大?？蛻粼谶x擇填料時(shí),一定要加強(qiáng)指標(biāo)控制對(duì)生產(chǎn)廠家的了解,控制原料的批次穩(wěn)定性,同時(shí)建議不隨意更換運(yùn)用的產(chǎn)品規(guī)格及生產(chǎn)廠家。
4乳膠漆用填料的功能化
隨著乳膠漆研發(fā)水平的繼續(xù)提升,消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品功能的要求更高,乳膠漆的高性能、多功能化,已成為涂料行業(yè)的發(fā)展發(fā)展動(dòng)向。如內(nèi)墻乳膠漆環(huán)保無(wú)毒、抗菌防霉性;外墻涂料的耐老化性、自清潔功能等。傳統(tǒng)的填料在涂層中起到骨架結(jié)構(gòu)的作用,對(duì)改善涂料的功能作用不大。近幾年來(lái),國(guó)內(nèi)外的部分乳膠漆廠家已開(kāi)始著手研究某些功能填料來(lái)改善或賦予涂料新的功能,并獲得了一定的成果。
功能性填料因其化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)的差異,其加工技術(shù)跟應(yīng)用技術(shù)有所不一樣,通過(guò)加工技術(shù)的提升,填料的特性改善或賦予乳膠漆新的功能。主要代表有片狀的絹云母粉對(duì)涂膜耐候性的貢獻(xiàn);吸附類填料提升涂料的貯存穩(wěn)定性;納米填料對(duì)涂料的抗菌、耐候等特性的提升以及一些新型功能填料的廣泛應(yīng)用等。片狀的絹云母粉擁有晶體偏光效應(yīng)及層間結(jié)晶水的光干涉效應(yīng),對(duì)紫外線有強(qiáng)烈的吸收、屏蔽作用,產(chǎn)品在乳膠漆中,除了改善涂層的機(jī)械性能,又能提升涂料的耐老化、抗紫外性能,阻止龜裂,延遲粉化,同時(shí)可持續(xù)涂料顏色長(zhǎng)久不褪色。納米填料一般采納合成加工制備,或?qū)碛屑{米結(jié)構(gòu)的非金屬粉體化加工,如納米碳酸鈣、納米ZnO等,在涂料體系中應(yīng)用,使涂料擁有抗菌、防霉作用的同時(shí)會(huì)提升涂膜的耐候性能,大大提升涂料的綜合品質(zhì)。
5結(jié)語(yǔ)
乳膠漆產(chǎn)品發(fā)展迅速,但競(jìng)爭(zhēng)也日益白熱化,怎么樣在市場(chǎng)中立于不敗之地,質(zhì)量、成本為一永恒的主題。涂料的成本、質(zhì)量跟原材料的選擇息息相關(guān),不能僅注重乳液、鈦白粉、助劑,同時(shí)也要加強(qiáng)填料的選擇跟控制。填料占乳膠漆成分的20%～40%,優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的填料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的保證,隨著涂料技術(shù)研究的不斷深入,漢能化工必將會(huì)有越來(lái)越多新型的功能材料應(yīng)使用于涂料體系中
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