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沉淀硫酸钡等不同填料对粉末涂料性能的影响

添加时间:2018年07月16日   【字体大小: 】 关注:440

  填料也称体质颜料。这种颜料的着色力和遮盖力较小,是白色和无色的超细粉粒。它与着色颜料一起分散在粉末涂料中,用以提高粉末涂料的机械 强度等。且应满足下列条件。

  (1)不溶于水和有机溶剂,有很好的分散性,无色或白色,不含杂质的超细粉粒;

  (2)耐酸、耐碱、耐候性好;

  (3)成本低。

  在粉末涂料中常用的填料品种有沉淀硫酸钡、重晶石粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、膨润土、沉淀二氧化硅、云母粉、石英粉和硅微粉等。

  每种填料在粉末涂料配方中所起的作用不尽相同,本文探讨了沉淀硫酸钡、云母粉、空心玻璃微珠和纳米氧化硅这四种填料对粉末涂料产品性能的影响。

  以下四种填料本身的性能

  2.1沉淀硫酸钡

  沉淀硫酸钡化学成份为BaSO4,晶体属正交晶系的硫酸盐矿物。常呈厚板状或柱状晶体,多为致密块状或板状、粒状集合体。质纯时无色透明,条痕白色,玻璃光泽,透明至半透明。三组解理完全,夹角等于或近于90°。摩氏硬度为3~3.5,比重为4.0~4.6。

  在粉末涂料方面,沉淀硫酸钡能增强粉末涂料的流平性和保光性,并且与所有的色料有较好的兼容性。可使粉末涂料在喷涂工艺中达到理想的涂膜厚度,且上粉率高。

  2.2云母粉

  绢云母属云母类矿物,是一种片状细粒白云母。结构呈二八面体,即由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体构成,四面体的活性氧与附加阴离子位于两层六面网中央,构成活性结晶水基团。解理完全,可劈成极薄的片状,径厚比大。绢云母晶体化学成份为K0.5—1(Al,Fe,Mg)2(SiA1)4O10(OH)2nH2O,具有丝绢光泽,径厚比>80,呈白色或浅灰白色,比重为2.6~2.7,硬度为2~3,富有弹性,可弯曲。耐高温,耐化学品腐蚀性强,对紫外线具有极佳的屏蔽作用。它的细磷片状结晶体结构可提高涂层的致密性,防止水分渗入。

  绢云母的化学结构与高岭土相近,兼具了云母类矿物和粘土矿物的多种特点。其应用于涂料中,可大幅提高涂膜的耐候性,抗透水性,增强涂膜的附着力和强度,改善涂膜的表观。同时染料粒子易进入绢云母粉的晶格层间,从而保持颜色长久不褪色。此外绢云母粉还具有抗藻防霉的功能,国外常用于船舶和海洋涂料。因此,绢云母粉对涂料而言是一种价格性能比优异的多功能填料。

  2.3空心玻璃微珠

  空心玻璃微珠是一种微小、中空的圆球状粉末,密度在0.1g/cm3~0.5g/cm3之间,粒径可根据需要在1~500微米之间选择。具有重量轻、体积大、导热系数低、抗压强度高、绝缘、自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、防辐射、无毒,以及分散性、流动性、稳定性好等优点。空心玻璃微珠可直接填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中。在粉末涂料中应用时,空心玻璃微珠可以起到以下作用。

  (1)隔热、绝缘、吸水率低。空心玻璃微珠的内部是真空或稀薄气体,与环氧树脂存在密度及导热系数差,所以它具有隔热的特性,是耐高温粉末涂料的极佳填充剂。微珠的隔热特性还可减轻因粉末涂层经受急热和急冷而引起的热冲击。极低的吸水率使粉末涂料可以长期贮存。

  (2)可改善粉末涂层的物理机械性能。空心玻璃微珠填料可增加粉末涂料的硬度和刚度。但抗冲击性能下降,下降的多少与对中空玻璃微珠的表面处理有关。如选用正确的偶联剂进行预处理,可减少对材料抗冲击性能的影响。

  (3)吸油率低。与常规填充材料碳酸钙相比,空心玻璃微珠的吸油量更低。不同型号空心玻璃微珠每100g的吸油率在7mg~50mg之间,而每100g轻质碳酸钙的吸油率高达120mg~130mg,重质碳酸钙也高达50mg~60mg。这种低吸油率的填充材料在生产过程中变相地增加了填充量降低了综合成本。

  2.4纳米氧化硅

  纳米氧化硅是一种重要的高科技超微细无机新材料。因其具有粒径很小、比表面积大、表面吸附力强、表面能大、化学纯度高、分散性能好、稳定性好等,在众多学科及领域内具优点,有着不可取代的作用。纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”,作为添加剂、催化剂载体广泛用于各行业中。

  将纳米氧化硅添加到环氧树脂的基体粉末涂料中,在结构上会完全不同于用粗晶SiO2。添加的环氧粉末涂料。粗晶SiO2一般作为补强剂加入,主要分布在高分子材料的链中间,而纳米氧化硅由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面欠氧等特点,使它表现出极强的活性,很容易和环氧环状分子的氧起键合作用,提高了分子间的键力。同时尚有一部分纳米氧化硅颗粒仍然分布在高分子链的空隙中,与粗晶SiO2。颗粒相比较,表现出很高的流涟性,从而大幅度提高添加了纳米氧化硅的环氧粉末涂料涂层的强度和韧性。此外,纳米氧化硅的加入还可以提高涂层的耐磨性、抗老化性能,并改善涂层表面的光洁度。由于纳米氧化硅是一种松散、无定形的粉状物体,将它加入粉末涂料体系中可以防止粉料在夏天的高温下结团,延长粉末涂料产品的贮存期。在生产过程中,最好采用外加的方法。

  沉淀硫酸钡、云母粉、空心玻璃微珠、纳米氧化硅这四种填料在粉末涂料生产中经常用到。单独用沉淀硫酸钡做填料时涂层的韧性比较好,涂层表面的色泽较饱满,自然暴晒时的保色性能也较好;用沉淀硫酸钡、云母粉、空心玻璃微珠做复配填料时,涂层的耐水煮性能及耐海水渗透性能较好;纳米氧化硅的加入对粉末涂料性能的影响并不明显,这有可能与纳米材料容易团聚,实际使用时不能保持纳米性能有关。在粉末涂料配方设计时,可根据客户对产品性能要求选择不同填料,以达到不错的效果。

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