你了解颜填料吗?颜填料对涂料性能有何影响?

现代涂料工业的发展正迅速走向功能化、高装饰、环保、低成本,颜填料性能的提高和发展不可或缺。颜料工业的发展既包括传统颜填料合成工艺和性能的改进,也包括新型有机或无机颜填料的诞生和应用。

正是随着颜填料加工、合成和应用技术的进步,近十年来,涂料技术出现了一个又一个飞跃。然而,无论是有机还是无机颜填料,它们在涂料中的作用都围绕着新功能的诞生和各种迷人的视觉效果的出现。

然而,有许多因素限制了颜料和填料在涂层中的稳定作用。本文根据多年来颜料和涂料研究过程中的一些经验和教训,从影响涂料中颜填料应用的因素出发,阐述了颜填料在生产和应用过程中应注意的一些问题。

颜填料的颗粒形态

通常,具有针状颗粒比球形颗粒,增韧效果更加增强。然而,消光效果针状颗粒更错开的球形颗粒,所述针状粒子的同时分散性也比较困难的,为了保持针状的增强纤维。

强剪切过程将被允许,因为剪切力的大时,针形颗粒更容易折断,这将导致增强的功能下降。和片材颜填料在涂层可显著提高涂层的致密性。一般来说,多孔颗粒比固体颗粒具有更好的增强能。

但消光效果更明显,这可能与成膜树脂吸附后颗粒外表面残余层的厚度有关,多孔颗粒表面的同一基材,由于树脂吸附在多孔颗粒表面,降低了薄膜厚度。软颜填料通常是由于树脂容易扩散和渗透,导致比硬颜填料光泽低。

颜填料的颗粒形状反映在吸油值上,即大直径、软的颜填料和多孔粉末的针状颗粒吸油值大,不易分散,而球形和硬的颜填料吸油率较低,分散效率较高。从薄膜增强的角度来看,含有硬粉和高比表面粉的涂层的耐磨性较好。

颜填料的酸碱性

更酸性的包覆树脂,碱性树脂更少(除水性树脂)。因此,颜填料直接影响涂层处理,储存稳定性,物理和化学性质的pH甚至漆膜后,然而,与酸性树脂反应后的基本的颜填料大多对光泽涂层产生影响。

由于酸 – 碱反应,涂料的粘度进行了测试通常显著增加的趋势,一些颜填料稍微强酸性树脂体系由于粘度的过度增加和受限的应用,例如ZnO,锌黄等。酸碱反应,而且显著改变涂层的性能。

主要是体现在韧性,耐溶剂性,即使光,和热稳定性。但基本的颜填料的存在对钢铁和其他金属的腐蚀是有益的。颜填料的酸碱度不仅与颜填料的结构有关,还与粉体中残留的水溶性盐有关。

亲水性水溶性盐的存在不仅使涂料中的颜填料难以分散,而且还造成浆料的假稠度,并降低成膜后的水和耐化学性。因此,颜填料后处理阶段水溶性盐的含量应尽可能低。

颜填料的含水量

一般来说,颜填料在空气中的极性化学键结构很容易吸附水分,特别是当空气湿度较高时。 像炭黑一样,在高湿度下,水分含量甚至可以达到20% 。 颜填料中的水分含量对其分散稳定性有很大影响。

我们经常发现,当空气潮湿时,颜填料很容易分散,但其在油漆中的细度难以满足要求。 即使研磨后的细度达到要求,稍加放置后仍会出现返粗现象,即使在涂料混合阶段加入溶剂和树脂,也会出现返粗现象。

这种现象的根本原因是颜填料表面吸水过多,不仅阻碍了对颜填料表面的扩散和吸附过程,而且大大削弱了树脂与颜填料之间的相互作用,此时,涂料生产厂家要加分散剂或极性溶剂溶液,但加极性溶剂对于聚氨酯等水敏性涂料是一种禁忌。

分散剂的增加也意味着涂料成本的增加。因此,要降低颜填料表面的含水量,最后从颜填料表面改性、粉末包装等方面入手,疏水处理颜填料表面水吸附较弱,粉末的致密包装也能改变水的吸附量。

 颜填料的表面处理

我们知道,一般的颜填料是高的表面极性,而形成聚合物的分子的极性低,因此为了防止颜填料的水吸附性,以促进该聚合物的颜填料的吸附,从而提高涂膜的强度,在许多情况下需要颜填料被修改。

然而,各种改性方法,不同的试剂结构改性,将直接影响性能参数值漆膜。溶液颜填料分散性容易,因为可以很好地分散在有机被覆层,其用于亲油的,无机颜填料可与无机氧化物进行涂覆,以改善耐气候性。

酸,一种或多种的温度等性能,但这些都对加工颜填料实际上是分散性的影响很小。对于有机涂层,所述涂层颜填料纤度要求颜填料比无机涂层,这就需要颜填料需要控制不仅一次粒径的细度,还需要为了是亲油的,以避免颗粒结块由于吸附的水造成的。

颜填料的表面处理在一般文献中主要介绍为小分子表面活性剂涂层、钛酸酯、有机硅、铝酸盐、无机硅、铝、锆、钛等偶联剂,改性剂用量在0.1%~20%之间。许多颜填料在进行无机涂层的同时也进行有机涂层。

无机材料的涂层在一定程度上提高了材料的耐候性、耐温性和耐化学性等方面的优势,而有机处理的结果相对复杂。笔者多年来对颜填料进行表面处理,发现在不考虑颜填料的应用对涂层综合性能的影响的情况下。

普通有机表面活性剂的表面涂层吸附能在一定程度上改善粉末在有机涂层中的分散性。然而,粉末涂料的一个重要目的是改善成膜后涂料的某些性能。仅仅提高涂料的分散性是不够的。

结果表明,采用脂肪酸、普通钛酸酯、铝酸盐、有机硅氧烷偶联剂和各种离子型和非离子型表面活性剂,可以显著改善纳米碳酸钙在涂层过程中的分散性。然而,这些表面活性剂的存在可以改善涂膜的机械性能、耐水性、耐化学性和甚至光阻,通常是有害的。

表面处理剂本身的耐光、耐热、耐化学等性能与表面处理剂、粉末材料、成膜物质之间的作用力较弱,可能导致表面活性剂的引入和某些性能的下降。

在研究中,我们还发现,与小分子处理剂相比,含有一些反应基团的聚合物处理剂颜填料具有贮存稳定性好、性能(如耐水性、力学性能等)提高的优点。这可归因于高分子处理剂本身的空间位阻和机械强度。

光学性能

“497”的光学性质包括着色力、消色力(白色颜料)、干盖、等外观。阴影力、着色力或消色力对应于粉末的粒度。对于覆盖力,当粒子直径超过光波长的一半时,随着粒径的减小,包括混合覆盖力在内的颜填料的覆盖力增大;

当粒子直径小于光波长的一半时,粒子越细,覆盖力越低。就着色颜料的着色力或消色力而言,颜色本身来自于颜料对光的吸收。虽然光的吸收强度与粒子直径之间存在一定的关系,但主要取决于物质本身的组成和结构。

当然,着色力或消色差力也与粉末颗粒的形状和粒度分布有关。外观色调着色颜料具有相同大小的颗粒相关,随颗粒尺寸,从红色粉末,黄色至蓝色调紫音传输。