矿物填料在涂料中的应用特性

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矽丽粉

矽丽粉
矽丽粉是一种多孔隙的天然微颗粒。由天然准球形粒状石英和片状高岭土组成的无机矿物,两种不同形状的矿物天然结合形成了一种松散的粒片叠层镶嵌结构,这种天然松散的粒片混合结构不会被一般的物理和机械方式分离,使矽丽粉有其他填料2倍以上的超高流动性和分散性能。
矽丽粉矿物粒度均细,比表面积大,颗粒级配合理,粒幅窄,整体粒度对于粒度平均值的离散性小,呈单峰分布。
一:矽丽粉在油漆涂料中的应用
矽丽粉作为一种功能性补强填料可广泛应用于各种油墨和涂料中。在丝印油墨、喷涂油墨、粉末涂料、水性油漆、清漆、电泳漆、防腐涂料、建筑涂料、耐火涂料、隔热防爆油漆等油墨涂料中,它都能发挥重要的作用。它在油墨和涂料中的作用主要有:优异的分散性、防沉性能好、极佳的流变性、光滑度好、耐腐蚀性佳、抗磨耐刷、增稠增硬、抗紫外线、消光等。矽丽粉在油墨中的作用:极佳的分散性和浸润性,增稠增韧,光泽度极佳,干燥快,不沉降,保存时间长,附着力极强,抗磨损,耐酸碱腐蚀等。矽丽粉在防腐涂料中的作用:极佳的分散性和流变性、防沉性能好、机具磨损低、耐候性佳、防酸碱腐蚀性能好、附着力强、干燥快速、抗冲击强度好。矽丽粉在粉末涂料中的作用:极佳的分散性和亲和力,在和其它原料混合的过程中能快速、均匀的分布在其它原料中,能有效的和其它原料粘结在一起;机具磨损低;耐腐蚀性;耐刮性;耐化学性强;矽丽粉在建筑涂料中的作用:较强的附着力;干燥快;耐冲刷、不粉化;耐老化;隔热保温等;由于矽丽粉中高含量的硅微颗粒能将阳光中的紫外线隔离出来,有效地把热源隔离在外边,起到保温的效果。矽丽粉在电泳漆中的作用:不会干扰电解液,防沉性能好,分散性优异,浸液槽稳定性好,耐腐蚀性佳,泳透力好。矽丽粉在耐火涂料中的作用主要是所含矿物都是耐高温、无明火的,里面不含钾、钠等促溶物质,再加上面所述的其它优点,使其在耐火涂料中有更佳的表现。矽丽粉在隔热防爆油漆中的作用是明显的,由于其独特的粒片叠层状能更好地将树脂粘结的更牢固,还有它本身高含量的硅微颗粒能有效的将太阳光中的光源和热源分离,起到保温功效,而且,由于这些硅微颗粒硬度高,它分布在油漆的表面时能有效防止被其他硬物所损害。

无机矿物填料

无机矿物填料

无机矿物填料无机矿物填料是一种主要原料为无机矿物或非金属矿物、经过加工后的具有一定化学成分、几何形状和表面特性的粉体材料。

无机矿物填料广泛应用于高分子材料或高聚物基复合材料(塑料、橡胶、胶黏剂等)、无机复合材料、造纸、涂料等领域,是高聚物基复合材料中不可或缺的填充物或组分之一,用量占复合材料质量的5%〜80%,除了可以减少树脂的用量、节约石油资源、降低材料的成本外,还可赋予材料一定的功能性,如强度、刚性、尺寸稳定性、热稳定性、化学稳性、难燃性、绝缘性或导电性等,对现代材料的发展,特别是高聚物基复合材料的发展具有重要作用。

无机矿物填料的分类方法很多,一般来说,填料的化学组成决定填料的本质,尤其是赋予材料以功能时,其化学组成起决定作用。

无机矿物填料按其化学组成可以分成氧化物或氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、碳质及复合矿物填料几大类(表1-1)。

表1-1 无机矿物填料按化学组成的分类类型氧化物/ 氢氧化物碳酸盐主要化学成分氧化镁、氧化铝、氧化钙等氧化钙、氧化镁、二氧化碳等实例氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙等碳酸钙(沉淀碳酸钙和细磨碳酸钙)、碳酸镁(白云石粉)等滑石粉、皂石粉、云母粉、高岭土和煅烧高岭土(硅酸铝)、硅灰石、硅藻土、石英粉、长石粉、膨润土、海泡石、凹凸棒石、石棉、叶蜡石粉、绿泥石、透闪石、电气石、蛭石等石膏粉、重晶石粉沉淀硫酸钡、明矾石等晶质(鳞片状)石墨和非晶质(土状)石墨氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化铁、硅酸盐氧化钙、氧化钾、氧化纳、结构水硫酸盐碳质复合矿物填料硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、碳酸钙/硅灰石复合填料、氢氧化镁/ 氢氧化铝复合填氧化钛、氧化锌等料、滑石/ 透辉石复合填料等此外,无机矿物填料按其几何形状还可以分为球状、立方状、片状、纤维状、针状、纺锤状等。

无机矿物填料的特性1. 无机矿物填料的特性与无机矿物填料填充效果有关的主要性能是化学组成、粒度大小和粒度分布、比表面积、颗粒形状、密度与堆砌密度、吸油值、白度、硬度以及表面性质、热性能、光性能、电性能、磁性能等。

国外非金属矿在汽车油漆中的应用

国外非金属矿在汽车油漆中的应用

国外非金属矿在汽车油漆中的应用油漆主要由三类物质组成,树脂、溶剂与颜料延展剂。

其中树脂(如热熔性塑料和热固性塑料)约占50%,作用是将其他成分粘结到一起;溶剂(包括甲苯)占25%,作用是消散薄膜成分,之后则挥发,不成为干膜的一部分,矿物基产品即颜料和充填料/延展剂约占25%,作用是提供色泽、增乳、光亮和耐久等特性。

从市场情况看,装饰或建筑用漆占最大数量,其次为设备生产,包括汽车、飞行器、家电、家具、机械等;最后是道路、汽车维修保养等用漆。

设备生产油漆程序分四道:电泳涂漆(即底漆)、底漆面上涂剂、面漆和最后的透明漆。

汽车油漆是专门的涂料,在全球油漆的数量与金额上为重要一部分。

和装饰建筑漆一样,汽车油漆大量消费着钛白粉等颜料、充填料及延展剂矿物如高岭土、滑石、碳酸钙、云母等。

汽车用漆主要有两大领域,新车生产和旧车维修。

世界新汽车涂料的主要企业有三家:德国的巴斯夫、美国的杜邦和PPG工业公司。

多数大型汽车生产者都根据地点选购三家的油漆,如福特所产的约 55%汽车用漆取自杜邦。

其余大部分来自PPG和巴斯夫。

前不久杜邦公司的汽车部对全球汽车销售的色泽趋势进行了年度调查并指出具有很大可能性的未来需求类型。

调查报告称,世界汽车色泽需求存在着很大的多样性,但银白色在北美和欧洲可望继续扩大。

杜邦汽车涂料生产部门负责色彩时尚调查和油漆销售的经理罗伯特戴雷称,高级汽车流行时尚显示,白银色代表了一些消费者的审美意向。

其他非彩色的如白、黑及硬煤灰将继续为大多数人的选择。

一直在欧洲强劲的蓝色将持续增长,特别是类似金属的蓝色。

金属质地的红与绿色也在扩大。

过去两年黄色与金黄色比较流行,尤其是在豪华车市场上,而非金属质绿色需求则下降。

在油漆特别是汽车用油漆的生产上,矿物填充料及延展剂具有十分重要的意义。

油漆业对矿物的要求是颗粒细、抗气候性强、与钢铁亲和及耐久等。

一般情况下,颜料、充填料和延展料占油漆成分的15~30%左右。

下面是几种非金属矿在汽车涂料中的应用分析。

涂料用填料介绍及应用

涂料用填料介绍及应用

涂料用填料介绍及应用涂料用填料介绍及应用涂料是一种广泛应用于建筑、家具、汽车等领域的材料,其主要作用是为物体表面提供保护和美观效果。

在涂料的制备过程中,填料是不可或缺的组成部分之一。

填料可以增加涂层的硬度、耐磨性、抗冲击性等物理性能,同时也可以调节涂层的光泽度和色彩。

1. 填料种类常见的填料包括无机填料和有机填料两种。

无机填料主要有氧化铝、氧化硅、碳酸钙、滑石粉等;有机填料则包括聚乙烯粉、聚苯乙烯微珠、树脂微珠等。

此外,还有一些特殊功能的填料,如金属颜色效果填料、荧光颜色效果填料等。

2. 填料应用(1)氧化铝:氧化铝是一种常见的无机填料,在涂层中起到增加硬度和耐磨性的作用。

由于其高硬度和低密度,具有良好的抗冲击和耐久性能,在汽车和船舶等领域应用广泛。

(2)氧化硅:氧化硅是一种白色粉末状物质,具有优异的耐热性和耐腐蚀性能,常用于高温涂料和防腐涂料中。

此外,氧化硅还可以增加涂层的抗紫外线性能,提高涂层的光泽度和透明度。

(3)碳酸钙:碳酸钙是一种天然矿物质,在涂料中主要用于调节光泽度和增加体积。

碳酸钙具有良好的填充性能,可以填补涂层中的微小孔隙和裂缝,提高涂层的平整度和覆盖力。

(4)聚乙烯粉:聚乙烯粉是一种常见的有机填料,在水性涂料中应用广泛。

聚乙烯粉具有良好的分散性和稳定性,可以增加涂层的流动性和附着力。

(5)树脂微珠:树脂微珠是一种轻质、多孔、球形颗粒,在涂料中主要用于调节密度和减少涂层重量。

树脂微珠具有良好的隔热性能和吸声性能,常用于建筑涂料和航空航天领域。

3. 填料选择填料的选择应根据涂料的使用环境、物理性能要求和经济效益等因素综合考虑。

一般来说,硬度、耐磨性等物理性能要求高的涂料可以选择氧化铝、氧化硅等无机填料;光泽度、色彩调节等要求高的涂料可以选择碳酸钙等无机填料或聚乙烯粉等有机填料;密度、重量等要求高的涂料可以选择树脂微珠等特殊功能填料。

总之,填料是涂料制备过程中不可或缺的组成部分之一,其种类繁多,应根据需求进行合理选择。

硅灰石在涂料中的作用

硅灰石在涂料中的作用

硅灰石在涂料中的作用
硅灰石是一种常见的矿物质,它含有大量的硅、钙和镁等元素,具有广泛的用途。

在涂料中,硅灰石可以用作增稠剂、防沉淀剂、抗沉浸剂、填料等,具有多种作用。

其次,硅灰石还可以起到防沉淀剂的作用。

涂料中的各种成分在混合后容易沉淀,这可能导致涂料的质量下降和颜色变化。

硅灰石通过稳定涂料中的成分,有效地防止了涂料的沉淀,保证涂料的质量和稳定性。

再次,硅灰石可以提高涂层的抗沉浸性。

在一些应用中,涂层需要能够在水或化学液体中长时间保持稳定,防止被湿润或腐蚀。

硅灰石可以形成坚硬的涂层表面,从而防止涂层被液体侵蚀和损坏。

最后,硅灰石可以用作涂装填料。

涂运用需求在不同的物体表面上产生光泽光滑的表面,填料能够填充物体表面的缺陷和不平坦,以便在颜料上达到光滑和透明的效果。

硅灰石可以在涂料中当做涂装填料使用,使得涂层更加光滑,在表面上产生更好的高光效果。

综上所述,硅灰石在涂料中具有多种作用,可以增加涂料的粘度和流动性,防止涂料的沉淀和腐蚀,填补涂层表面的缺陷和不平坦,从而使涂层表面更平滑,更具光泽,更耐用。

因此,在涂料生产中广泛使用硅灰石,以提高涂料的质量和稳定性。

填料的种类

填料的种类

填料的种类
填料是工程、建筑、制造等领域中常用的材料,用于填充空隙、增加材料的密度或改善特定性能。

根据其原料和特性的不同,填料可以分为多种类型。

以下将介绍几种常见的填料种类以及它们的特点和应用领域。

1. 矿物填料
矿物填料是一类常见的填料,主要由天然矿物粉、石粉、砂等材料制成。

矿物填料具有优良的耐磨性和耐热性,通常用于混凝土、沥青等材料中,能够提高材料的强度和耐久性。

2. 有机填料
有机填料是由天然或合成的有机物质制成,如木屑、果壳、纤维等。

有机填料具有较轻的重量和较好的隔热性能,常用于生态建筑、环保材料中,也可以用于吸声、保温等领域。

3. 金属填料
金属填料是由金属材料制成的填料,如铝粉、铁粉等。

金属填料具有良好的导电性和导热性,常用于电子材料、电磁屏蔽、燃烧材料等领域。

4. 纳米填料
纳米填料是一种应用较新的填料类型,由纳米级颗粒组成。

纳米填料具有优异的性能,如增强材料的机械强度、导电性等,广泛应用于高新技术领域。

5. 橡胶填料
橡胶填料是由橡胶粒子或橡胶粉制成,具有优良的弹性和抗老化性能。

橡胶填料常用于橡胶制品、轮胎、振动吸收材料等领域。

以上是几种常见的填料种类,每种填料都具有独特的特点和应用领域,选择合适的填料可以有效改善材料的性能和降低成本,为各行各业的发展提供有力支持。

云母粉在涂料中的应用

湿磨(绢)云母粉——涂料功能性填料填料, 云母, 涂料, 功能性一、湿磨(绢)云母在涂料中应用机理据国内外有关参考文献介绍,无机矿物在涂料中对涂膜强度作用的大小与矿物形状有关,一般按下列顺序递减:片状,纤维状,柱状,粒状。

另外湿磨(绢)云母具有活性羟基基团使其容易与乳液有机地结合起来,湿磨(绢)云母片状颗粒在乳液及水的混合物中极易分散悬浮,在涂膜中平行排列、搭接和重叠,形成一种叠层结构,增加了涂膜的致密性,从而提高了涂膜强度、耐洗刷性、抗透水性、防止龟裂。

湿磨(绢)云母粉在建筑外墙涂料中应用可以大幅度的增强涂料的抗老化性、抗紫外线等耐侯性指标,这主要是由于片状结构的湿磨(绢)云母对紫外线、微波、红外线具有极好的屏蔽效应,而且湿磨(绢)云母的化学组成稳定,呈惰性,能耐酸碱,从而使涂料更适应酸雨等日益恶化的气候环境。

二、湿磨(绢)云母与其它无机填料应用之比较湿磨(绢)云母与其它无机填料应用之比较表三、湿磨(绢)云母在涂料工业中应用具有以下特点和功能1、片状结构,加入涂料中能提高涂料阻挡紫外线和水分穿透的能力,与成膜物质发生化学反应,使之成一体,使涂膜能有消地阻挡光线的穿透,提高其耐水性和耐侯性,防止龟裂、延迟粉化,延长涂膜的使用寿命;减少树脂的用量,从而降低生产成本。

2、片状结构,可以提高涂料的致密性,消除针孔不良现象。

3、提高涂料的分散度和涂膜的耐大气、耐水性,改善涂刷均匀性。

4、化学稳定性好:具有优良的耐热和耐酸碱性;具有抗菌、防霉的作用。

5、调节涂料的流变性能,如增稠、防沉淀等。

6、能增强涂层的丰满度、坚韧性、提高耐擦洗性。

7、与其他颜料及溶剂有良好的相溶性,湿磨(绢)云母能吸附染料分子进入晶格层间,使涂料久不褪色。

8、调节涂料的光学性能,改善涂膜的外观,对涂料体系具有消光性。

9、在户外涂料中,云母通过反映光线而赋予涂膜亮光,这对于有些产品是很重要的。

四、湿磨(绢)云母应用实例通过试验,发现在外墙涂料中添加3~12%的湿磨(绢)云母粉与其它无机矿物填料如:碳酸钙、滑石粉、高岭土等相比,涂膜的表观、光泽、防透水性、韧性均有所提高。

霞石粉在涂料中的作用-概述说明以及解释

霞石粉在涂料中的作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分应该对文章的主题做一个简要的介绍,同时可以提及涂料在我们生活中的广泛应用和重要性。

以下是一个示例:涂料是我们日常生活中常见的建筑材料之一,广泛应用于房屋装修、建筑施工以及工业制造等领域。

而在涂料的制作过程中,添加一些特殊的成分能够改善涂料的性能和功能,其中霞石粉是一种常用的添加剂。

霞石粉是一种天然矿石粉末,具有较高的白度和细腻度。

它不仅有着优异的物理特性,如吸附性和增稠性,还具有一定的化学反应性。

因此,在涂料中加入适量的霞石粉,能够对涂料的性能产生多方面的影响和改善。

本文将围绕霞石粉在涂料中的作用展开详细探讨。

首先,我们将介绍霞石粉的基本特性,包括其物理和化学特性,以及在涂料中的作用机制。

然后,我们将重点讨论霞石粉在涂料中的物理作用和化学作用,包括其在提升涂料附着力、增强涂层硬度和耐久性方面的作用等。

最后,我们将总结霞石粉在涂料中的优势和应用前景。

通过深入研究霞石粉在涂料中的作用,我们可以更好地理解涂料的性能提升机制,并为涂料的配方和应用提供更科学的指导。

同时,这也对于促进涂料行业的发展和提高涂料产品质量具有重要意义。

接下来的章节将详细介绍霞石粉的基本特性以及在涂料中的作用机制,希望能够为读者提供更为全面的了解。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的组织结构和章节划分,以帮助读者更好地理解文章的内容和流程。

下面是一个可能的内容示例:文章结构本文将按照以下结构来探讨霞石粉在涂料中的作用。

引言部分将首先对霞石粉在涂料中的作用进行概述,并介绍文章的结构和目的。

在概述中,将提及霞石粉的基本特性以及其在涂料中的应用前景,引起读者对这一话题的兴趣。

接下来,正文部分将详细探讨霞石粉在涂料中的作用。

首先,会介绍霞石粉的基本特性,包括其化学成分、物理性质等方面的内容。

然后,将重点讨论霞石粉在涂料中的物理作用,例如增加涂料的光泽度和附着力等方面。

粘土矿物的重要性与应用

粘土矿物的重要性与应用粘土矿物是一类具有层状结构的矿物,由于其分散性好、化学活性强、吸附性能优异,被广泛应用于工业、农业、环境、生物等领域。

1、工业领域粘土矿物在工业领域的应用主要包括陶瓷、建筑材料、塑料、纺织、造纸、沥青、涂料等多个方面。

陶瓷领域:粘土矿物是陶瓷的基本原料之一,具有很强的塑性和可塑性,可以制作出瓷器、卫浴、陶艺品等。

建筑材料领域:粘土矿物作为建筑材料的主要原料之一,它可以制作砖、瓦等建筑材料,同时还可以用于墙体装饰、地板材料等。

塑料领域:粘土矿物是高分子材料增强剂的重要组成部分,能够提高塑料的强度和硬度,使其更加耐用。

纺织领域:粘土矿物可以作为纺织品的染整剂,能够增加面料的柔软性和吸湿性,使得衣服更加舒适。

造纸领域:粘土矿物可以作为造纸原料,通过其良好的分散性和吸附性能,可以减少纸浆中的杂质,提高纸张的质量。

涂料领域:粘土矿物在涂料中作为填料或稠化剂,可以增强涂料的附着力和耐候性,提高涂料的遮盖力,同时还可以防火、防腐蚀。

2、农业领域粘土矿物在农业领域的应用主要包括土壤改良、水源、饲料添加剂等方面。

土壤改良:粘土矿物具有良好的吸水性和保水性,能够增加土壤的肥力和抗旱能力,促进作物的生长。

水源:粘土矿物可以作为净水剂,通过其强大的吸附性能,吸附水质中的有害物质,净化水源。

饲料添加剂:粘土矿物可以增加动物的食欲,促进动物的生长,同时还可以抗病毒,提高动物的免疫力。

3、环境领域粘土矿物在环境领域的应用主要包括环境污染治理、废水处理、工业废气处理等方面。

环境污染治理:粘土矿物可以作为吸附剂,吸附空气或水中的有害物质。

例如,在某些国家,由于环境污染严重,人们采用一种名为“土壤铺盖法”的方式,通过利用粘土矿物吸附有害物质,来治理污染。

废水处理:粘土矿物可以作为废水处理的原材料,通过其吸附性能可以去除水中的废物,提高水质。

工业废气处理:粘土矿物可以吸附和分解工业废气中的有害物质,净化大气,改善环境。

云母粉详细介绍

云母粉云母粉是一种非金属矿物,含有多种成分,其中主要有SiO2,含量一般在49%左右,Al2O3含量在30%左右。

海扬云母粉具有良好的弹性、韧性。

绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性,是一种优良的添加剂。

它广泛地应用于电器、电焊条、橡胶、塑料、造纸、油漆、涂料、颜料、陶瓷、化妆品、新型建材等行业,用途极其广泛。

随着科学技术的不断发展,人们开辟出新的应用领域。

一、概述海扬云母粉是一种非金属矿物,含有多种成分,其中主要有SiO2,含量一般在49%左右,Al2O3含量在30%左右。

云母粉具有良好的弹性、韧性。

绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性,是一种优良的添加剂。

它广泛地应用于电器、电焊条、橡胶、塑料、造纸、油漆、涂料、颜料、陶瓷、化妆品、新型建材等行业,用途极其广泛。

随着科学技术的不断发展,人们开辟出新的应用领域。

二、云母的形成云母是分布很广的选盐矿物之一,在三大岩类中均有产出。

泥质岩石在低级区域变质过程中可以形成绢云母,变质程度稍高时,成为白云母。

酸性岩浆结晶晚期以及伟晶作用阶段,均有大量白云母生成。

由高温至中低温的蚀变作用过程中,也能生成。

所谓云英岩化是高温蚀变作用之一,能形成大量白云母。

所谓绢云母化作用是中低温蚀变作用之一,能形成大量绢云母。

白云母风化破碎成极细的鳞片,既可以成为碎屑沉积物中的碎屑,也可以是泥质岩的矿物成分之一。

二、云母粉结构云母粉是一种层状结构的硅酸盐,结构由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层。

解理完全,可劈成极薄的片状,片厚可达1um以下(理论上可削成0.001um),径厚比大;云母粉晶体化学式为:K0.5-1(Al,Fe,Mg)2(SiAl)4O10(OH)2▪nH2O,一般化学成分:SiO2:43.13-49.04%,Al2O3:27.93-37.44%,K2O+Na2O:9-11%,H2O:4.13-6.12%。

三、云母粉物化特征云母粉属于单斜晶体,晶体为鳞片状,具丝绢光泽(白云母呈玻璃光泽),纯块呈灰色、紫玫瑰色、白色等,径厚比>80,比重2.6-2.7,硬度2-3,富弹性,可弯曲,抗磨性和耐磨性好;耐热绝缘,难溶于酸碱溶液,化学性质稳定。

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白炭黑(或称轻质二氧化硅)由于比表面积大,热稳定性好可防止颜料沉淀,尤其在乳胶漆中使用,调整漆的有效黏度,改善漆膜流挂并起消光作用,对漆膜耐热稳定性好。
气相二氧化硅是一种多功能体质颜料,又是性能优良的涂料流变控制剂。在液体涂料中,它的流变控制功能包括:增稠、触变、防流挂、覆盖边缘;在固体粉末涂料体系中,增进粉末的自由流动,防止结块和流体化。
3.涂料中常用的填料类型
涂料中常用的填料有碳酸钙(重钙、轻钙)、重晶石粉(硫酸钡)、滑石粉、高岭土(瓷土地)、多孔粉石英(二氧化硅)、白碳黑、沉淀硫酸钡、云母粉、硅灰石、膨润土等。
1、碳酸钙
碳酸钙是涂料用最主要的填料(体质颜料)
①涂料用碳酸钙的分类
②按特性分类涂料用碳酸钙按特性主要分轻质碳酸钙和重质碳酸钙。轻质碳酸钙和重质碳酸钙。轻质碳酸钙(沉淀碳酸钙)分普通沉淀碳酸钙、微细碳酸钙、超细碳酸钙、活性碳酸钙;重质碳酸钙(天然产品)分重质碳酸钙、重质微细碳酸钙、重质活性碳酸钙。
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。
矿物填料在涂料中的应用特性
1.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。
重钙用于室内建筑漆时,可单独使用或滑石粉并用。与滑石粉相比,碳酸钙可降低粉化速率,改善浅色漆的保色性和增加抗霉菌性。
和重钙相比,轻钙具有小的粒径和窄的粒径分布范围、高的吸油量和亮度,轻钙可用在需求最大消光效果的地方。在半光、无光油漆和无光乳胶漆中较普遍将轻钙和重钙混合使用。
2、滑石粉
滑石粉是溶剂型涂料中一种通用型填料,由于更细粒级别的滑石粉问世,使它进入了水性系统。目前在各种底漆、中间涂料、路标漆、工业涂料以及内外用建筑涂料中应用。由于滑石粉质地柔软和磨蚀性低,有良好的悬浮性和分散性,因而在我国涂料工业消费滑石粉填料的比重较大。
天然多孔粉石英在涂料中主要起增量和半补强作用,可用于各种涂料和建筑涂料,特别是底漆和中间涂料,细粒晶体SiO2在环氧和聚酚粉末涂料中可取代高达50%的TiO2。
天然多孔粉石英由于它是多孔、高孔隙率的结构,具有各种不同的粒子形状和结构特征,再加有有极好的吸油量(19~25g/100g),不规则的结构和吸油量的结合产生非常好的消光效果、高的增稠能力和好的颜料悬浮性,涂料中用它作为消光剂。主要用于平光乳胶漆和清漆、底漆及某些混凝土涂料中,它还在涂料中作增加遮盖性颜料遮盖力的填料。
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:①在涂料中起骨架、填充作用,增加漆膜厚度,使漆膜丰满坚实;
②调节涂料的流变性能,如增稠、防沉淀等;
③改善漆膜的机械强度,如提高耐磨性和耐久性;
④调节涂料的光学性能,改变涂膜的外观,如消光等;
⑤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;
能使涂料具有良好的流变性(流动性、流平性、悬浮性、增稠性等),使涂料在储存时不沉淀,便于施工成膜,形成光滑平整的涂膜。
应与涂料中的基料、颜料和其他添加剂有良好的相容性但同时也应有一定的惰性,不与上述成分发生化学反应。
具有适宜的比表面积,因为它影响着涂料的黏度、流变性、分散稳定性、沉降性和吸油量等。
具有确定的粒子形状和晶体形态,使涂料具有确定的折射率等光学性能和保证填料在涂料中应有的功能。
多孔粉石英中含有Zro2,二氧化锆性质稳定,硬度高,加上多孔粉石英的多孔结构使得涂料有较好的硬度表现,和抗冲击的性能。
多孔粉石英属于二氧化硅体系一种,使用的安全性被认可,已广泛用于粉末涂料、建筑外墙涂料,厚质拉毛涂料、防火涂料、防水涂料、环保涂料、防腐涂料等,廉价的多孔粉石英可以降低粉末涂料的成本,同时替代硫酸钡以减少产品中可溶性钡的含量,达到环保要求。
3、高岭土
高岭土是国外涂料工业广泛采用的填料之一。以美国用量为最大,近年为30万吨/年左右,其中煅烧高岭土为10万吨/年以上。
常见用于涂料的高岭土包括超细高岭土、煅烧高岭土、活性高岭土(经表面改性处理)等。高岭土可用于各种涂料中,但以水性建筑涂料为主,特别是内用乳胶漆,由于高岭土在水基性涂料中具有较好的遮盖力,从而能部分替代钛白粉颜料。超细高岭土可部分替代钛白粉,约代用钛白粉量的10%左右,可降低漆的成本,而对漆的光泽、遮盖力,储存稳定性影响不大。煅烧高岭土折射率由原来1.56提高到1.62,弥补了原遮盖力和白度的不足。另外煅烧高岭土能提高涂料的不透明性和涂膜的牢固性,比未煅烧土更具有耐洗刷性和抗粉化性。煅烧高岭土代替部分钛白粉在公路标线漆、粉末涂料、建筑外用乳胶漆等得到了一定应用。在外墙涂料中超细高岭土和煅烧高岭土可代替15%~20%的钛白粉。在溶剂稀释漆中某些高岭土表现出较差的悬浮性,但经表面改性处理过的煅烧高岭土可克服这些缺点。
③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如表1.1所示
表1.1涂料常用非金属矿物填料的吸油值/(g/100g)
(1)碳酸钙在涂料中的应用
碳酸钙是涂料生产中重要的填充剂。碳酸钙在漆膜中起骨架和底材(钢板、木质)的填平作用,增强漆膜沉积性和渗透性。尤其用于金属防锈底漆中,它与金属表面形成氢键,增加其漆膜附着力,并可吸收氢离子以阻止金属形成微电池的腐蚀倾向。另外,碳酸钙的面朝候性好,具有耐磨损、低电解液含量、PH值稳定效应、可提高耐腐蚀性能和涂料的流变性等。粗级别碳酸钙限用于腻子、填孔化合物、金属的底漆及其他产物,它们需要高颜料量、流动性及粗的表面;中等粒级的碳酸钙用在建筑涂料及室内无光或半光漆上;细粒级的碳酸钙主要是沉淀碳酸钙,用于印刷油墨。
2.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,折射率小于1.7的一类颜料。
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。
③按结晶形态分类沉淀碳酸钙改变工艺、控制结晶,可以得到立方晶系、针状结晶、纺锤形结晶、链状结晶等微细碳酸钙晶体。
④按晶体颗粒大小分类沉淀碳酸钙按晶体大小可以分为:微粒碳酸钙(平均粒径44~60um);中粒碳酸钙(平均粒径15~44um);微细碳酸钙(平均粒径1~15um);超细碳酸钙(0.1~1um);超微碳酸钙(<0.1um)。重质碳酸钙产品按粉末细度粒级分为单飞粉(细度粒级200目)、双飞粉(细度粒级325目)和四飞粉(细度粒级400目);超细碳酸钙(细度粒级1250目)。
5、硫酸钡
用作涂料体质颜料的硫酸钡有天然和合成两种,天然产品称重晶石粉,合成产品称沉淀硫酸钡。
硫酸钡外观为致密的白色粉末,是惰性物质,密度为4.5g/cm3,在体质颜料中最重,化学性质稳定,几乎不溶于水、乙醇和酸,在热硫酸中能溶,耐碱、耐光。杂质含量少的呈玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽。重晶石粉的吸油量极低(6g/100g)。沉淀硫酸钡拥有优越的颜色及细的粒子。
⑥作为涂料中的填充剂,减少树脂用量,降低生产成本;
⑦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。
①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。
②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。
填料
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
④吸油值
8~15
12~22
10~22
10~22
30~60
37~42填料
含碳酸钙滑石粉
云母粉
石英粉
硅藻土
片状滑石粉吸油值39~4245~9014~2560~10035~72⑤


⑧应当有确定的粒度和窄的粒度分布,筛余物应尽可能低,现在涂料要求填料在许多应用领域里具有微细化甚至超细化的粒径,这样才能发挥它在涂料中的空间位隔作用,使涂膜中的颜料粒子均匀分布,从而最大限度地发挥颜料的遮盖(如钛白粉)、着色(如彩色颜料)和防锈(如防锈颜料)等潜力,起到部分替代颜料的作用。
较粗粒级的滑石粉用于某些需要粗糙的漆膜中,如内墙底漆中间层和斑纹漆;超细级滑石粉用在控制半光磁漆的光泽、稠度和流挂;微细级和超微细级滑石粉除了能改进涂膜性能外,还具有空间位隔能力,可部分取代TiO2等颜料;化学预处理的滑石粉也可取代TiO2颜料。滑石粉的一个缺点是吸油量偏高,因此在需要低吸油量的场合,它必须与吸油量低的填料和重晶石粉配合。另外,滑石粉的耐磨性不高,在需要高耐磨性的场合,要加入其他的填料加以弥补。含有其他非金属矿物的滑石粉,因杂质矿物易与酸(如酸雨)反应,故不适合于要求高耐候性的外用涂料中。工业滑石粉因含有有色杂质而白度下降,因而对填料明度要求很高的场合,一般不用滑石粉作填料。滑石粉具有消光性,故它一般不用于高光泽涂料中。
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