不同填料對粉末涂料性能的影響

      1.前言

 

      填料也稱體質顏料。這種顏料的著色力跟遮蓋力較小，是白色跟無色的超細粉粒。它跟著色顏料一起分散在粉末涂料中，用以提升粉末涂料的機械 強度等。且應滿足下列條件。

 

      (1)不溶于水跟有機溶劑，有非常好的分散性，無色或白色，不含雜質的超細粉粒；  

      (2)耐酸、耐堿、耐候性好；   

      (3)成本低。

 

      在粉末涂料中常用的填料品種有沉淀硫酸鋇、重晶石粉、輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、膨潤土、沉淀二氧化硅、云母粉、石英粉跟硅微粉等。

      每種填料在粉末涂料配方中所起的作用不盡一模一樣，本文探討了沉淀硫酸鋇、云母粉、空心玻璃微珠跟納米氧化硅這四種填料對粉末涂料產(chǎn)品性能的影響。

      2.四種填料本身的性能

 

      2．1沉淀硫酸鋇

 

      沉淀硫酸鋇化學成份為BaSO4，晶體屬正交晶系的硫酸鹽礦物。常呈厚板狀或柱狀晶體，多為致密塊狀或板狀、粒狀集合體。質純時無色透明，條痕白色，玻璃光澤，透明至半透明。三組解理完全，夾角等于或近于90°。摩氏硬度為3～3．5，份額為4．0～4．6。

      在粉末涂料角度，沉淀硫酸鋇能增強粉末涂料的流平性跟保光性，而且跟所有的色料有較好的兼容性�？墒狗勰┩苛显趪娡抗に囍羞_到理想的涂膜厚度，且上粉率高。

 

      2．2云母粉

 

      絹云母屬云母類礦物，是一種片狀細粒白云母。結構呈二八面體，即由兩層硅氧四面體跟一層鋁氧八面體構成，四面體的活性氧跟附加陰離子位于兩層六面網(wǎng)中央，構成活性結晶水基團。解理完全，可劈成極薄的片狀，徑厚比大。絹云母晶體化學成份為K0.5—1(Al，F(xiàn)e，Mg)2(SiA1)4O10(OH)2nH2O，擁有絲絹光澤，徑厚比>80，呈白色或淺灰白色，份額為2．6～2．7，硬度為2～3，富有彈性，可彎曲。耐高溫，耐化學品腐蝕性強，對紫外線擁有極佳的屏蔽作用。它的細磷片狀結晶體結構可提升涂層的致密性，阻止水分滲入。

      絹云母的化學結構跟高嶺土相近，兼具了云母類礦物跟粘土礦物的多種特點。其應使用于涂料中，可大幅提升涂膜的耐候性，抗透水性，增強涂膜的附著力跟強度，改善涂膜的表觀。同時染料粒子易進軍絹云母粉的晶格層間，從而持續(xù)顏色長久不褪色。此外絹云母粉還擁有抗藻防霉的功能，國外常使用于船舶跟海洋涂料。所以，絹云母粉對涂料而言是一種價格性能比優(yōu)異的多功能填料。

 

      2．3空心玻璃微珠

 

      空心玻璃微珠是一種微小、中空的圓球狀粉末，密度在0．1g／cm3～0．5g／cm3之間，粒徑可根據(jù)需要在1～500微米之間選擇。擁有重量輕、體積大、導熱系數(shù)低、抗壓強度高、絕緣、自潤滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蝕、防輻射、無毒，以及分散性、流動性、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。空心玻璃微珠可直接填充于絕大部分類型的熱固性、熱塑性樹脂產(chǎn)品中。在粉末涂料中應用時，空心玻璃微珠能夠起到以下作用。  

       (1)隔熱、絕緣、吸水率低�？招牟Ａ�微珠的內(nèi)部是真空或稀薄氣體，跟環(huán)氧樹脂存在密度及導熱系數(shù)差，因此它擁有隔熱的特性，是耐高溫粉末涂料的極佳填充劑。微珠的隔熱特性還可減輕因粉末涂層經(jīng)受急熱跟急冷而引起的熱沖擊。極低的吸水率使粉末涂料能夠長期貯存。

      (2)可改善粉末涂層的物理機械性能。空心玻璃微珠填料可增加粉末涂料的硬度跟剛度。但抗沖擊性能下跌，下跌的多少跟對中空玻璃微珠的表面處理有關。如選用正確的偶聯(lián)劑進行預處理，可減少對材料抗沖擊性能的影響。

      (3)吸油率低。跟常規(guī)填充材料碳酸鈣比較，空心玻璃微珠的吸油量更低。不一樣型號空心玻璃微珠每100g的吸油率在7mg～50mg之間，而每100g輕質碳酸鈣的吸油率高達120mg～130mg，重質碳酸鈣也高達50mg～60mg。這種低吸油率的填充材料在生產(chǎn)經(jīng)歷中變相地增加了填充量降低了綜合成本。

 

      2．4納米氧化硅

 

      納米氧化硅是一種重要的高科技超微細無機新材料。因其擁有粒徑非常小、比表面積大、表面吸附力強、表面能大、化學純度高、分散性能好、穩(wěn)定性好等，在眾多學科及領域內(nèi)具優(yōu)點，有著不得替代的作用。納米二氧化硅俗稱“超微細白炭黑”，作為添加劑、催化劑載體廣泛使用于各行業(yè)中。

      將納米氧化硅添加到環(huán)氧樹脂的基體粉末涂料中，在結構上會完全不一樣于用粗晶SiO2。添加的環(huán)氧粉末涂料。粗晶SiO2一般作為補強劑加入，主要分布在高分子材料的鏈中間，而納米氧化硅因為表面嚴峻的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點，使它表現(xiàn)出極強的活性，很容易跟環(huán)氧環(huán)狀分子的氧起鍵合作用，提升了分子間的鍵力。同時尚有一部分納米氧化硅顆粒依然分布在高分子鏈的空隙中，跟粗晶SiO2。顆粒比較較，表現(xiàn)出很高的流漣性，從而大幅度提升添加了納米氧化硅的環(huán)氧粉末涂料涂層的強度跟韌性。此外，納米氧化硅的加入還能夠提升涂層的耐磨性、抗老化性能，并改善涂層表面的光潔度。因為納米氧化硅是一種松散、無定形的粉狀物體，將它加入粉末涂料體系中能夠阻止粉料在夏天的高溫下結團，延長粉末涂料產(chǎn)品的貯存期。在生產(chǎn)經(jīng)歷中，最好采納外加的方法。

 

      3.對涂料性能影響

      沉淀硫酸鋇、云母粉、空心玻璃微珠、納米氧化硅這四種填料在粉末涂料生產(chǎn)中經(jīng)常用到。單獨用沉淀硫酸鋇做填料時涂層的韌性相比好，涂層表面的色澤較飽滿，自然暴曬時的保色性能也較好；用沉淀硫酸鋇、云母粉、空心玻璃微珠做復配填料時，涂層的耐水煮性能及耐海水滲透性能較好；納米氧化硅的加入對粉末涂料性能的影響并不顯著，這有可能跟納米材料容易團聚，實際運用時不能持續(xù)納米性能有關。在粉末涂料配方設計時，可根據(jù)客戶對產(chǎn)品性能要求選擇不一樣填料，以達到最佳效果。