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1、中 国 祷 铸 工 业 二 o o 九 十 月 型塑一型坚幽Q 燮 粉体材料在涂料中的应用与涂料发展趋向 李桂林 ( 中海油常州涂料化工研究院2 1 3 0 1 6 ) 摘要：本文重点介绍用于涂料中的粉体材料种类及性能、粉体材料的 应用技术、涂料品种发展的航向标环境友好涂料、涂料类型开发 的切入点功能及专用性涂料、涂料基元组分的精细化及绿色化。 1粉体材料的基本性能 1 1用于涂料的粉体材料 粉体材料分为有机粉体材料和无机粉体材料。 用于涂料中的粉体材料包括着色颜料和体质颜料 ( 统称颜填料) 、效应颜料、防锈材料、粉体助剂和纳 米材料等。 2 2 粉体材料的性能 粉体材料是涂料的主要组成部分
2、可使涂料具 有遮盖、着色、保护、防腐、耐温、抗老化，美化环境和 改善生活条件等基本功能。涂料用部分粉体材料的 性能列于表l 表l涂料部分粉体材料的性能 粉体名称粒J 蔓，目基本性能参考用 类型量。， 氧化铁黑 3 2 5 物理机械性和耐水性良好 3 8 云母氧化铁 3 2 5 防水和气体参透、耐候、耐蚀、耐温 l O 艺0 钛臼4 0 0 罐o o 抗粉化，岛遮盖，耐候。耐蚀，耐温 l O o O 氧化锌 2 0 0 耐热，耐光，耐候，封闭性良好，提高附着力 l O 1 5 氧化铁红 3 0 0 6 0 0 埘H 光，人气，碱和稀酸都稳定，遮盖力高 l o 2 5 硫酸钡( 合成) 4 J D
3、 0 8 0 0 耐酸碱，防介质渗透及破坏，防腐耐光，耐候等 1 5 3 5 重品石粉4 0 0 8 0 0耐酸碱等介质侵蚀，冲打强度高，耐光，耐候等1 5 3 5 高岭土 6 0 0 1 2 5 0 耐光，耐酸碱空f 可作防沉剂 3 玛 颜填料 云母粉 3 2 5 巧0 0 赋予涂腹柔韧性，耐水性，耐候性，耐碱化学药品性，耐热性及电绝缘性5 一l O 滑石粉3 2 5 1 2 5 0 回提升附着力，防I f ：沉降，耐蚀，耐水。增加润滑性1 0 一1 5 碳酸钙4 0 0 1 2 5 0何化学活性，防霉，阻燃，减少起泡 1 5 0 0 砗微粉4 0 0 8 0 0耐蚀绝缘化学稳定，用于浇注，
4、密封，塑封及包封料等3 0 - 5 5 白云石粉6 0 0 罐0 0钙镁复合岩，耐光，耐热，耐候2 0 一2 5 石英粉3 0 0 8 0提岛硬度，有绝缘性2 嗍 石墨粉2 5 0 一1 2 5 0耐磨，导电，导热5 一1 5 炭黑导热，导电，耐老化，着色1 砣 铝粉片状粒子厚度对光反射率高。有闪烁性和随角异色性适量 效应0 1 2 O U I l l ， 颜料云母珠光颜料直径O 5 伽u n A有优异的闪烁性和随角异色性呈现优美的色彩装饰效果适量 粒径1 5 之0 0 磷酸锌 3 2 5 防锈效果较好旺配件突出 2 3 二聚磷酸铝 3 2 5 尢毒，防锈，防腐，耐酸碱性好 6 1 5 钙交换
5、氧化硅粒径3 5 u 玎m抗氯化物腐蚀离子的渗透，可替代红丹和铬酸盐l O 1 5 防锈 锌铬黄3 2 5对轻金属有钝化作用，耐蚀，耐盐雾3 罐 磷钥酸锌，或粒径7 u m起阳极钝化，吸油量低5 1 5 材料 铁酸锌粒径4 5 u m抗渗透性好，对金属表面钝化，防锈5 2 0 A 嘶c 小7 0 亚磷酸钙4 0 0无毒，附着力强，耐水耐蚀 6 一1 2 磷砷酸锌防锈，耐蚀性优j ：硅酸铅适量 有机膨润土 7 5 u m 陵涂料产生触变防沉降 1 2 5 气相_ 二氰化硅 2 4 u m 鼬变消光 0 2 4 粉体脲类7 l O u m司化剂，固化促进剂l 一3 助荆助齐U F E 6 0 0
6、司化促进，提升耐蚀性O 4 一o 8 聚I q 氟乙烯粉8 1 2 u m锋假涂膜表面自由能。增加耐磨性3 0 F 4 0 l 助剂7 1 0 u m司化促进剂，用1 7 5 乃栅n 固化的环氧粉末涂料，耐蚀性优l 丑 粉体材料用量为在涂料总质量中的百分比，由于多数涂料组成中是几种粉体材料的复合，则实际用量有所变动。 微细滑石粉的质量技术指标觅表2 鳓删二一咖蜘删 裹2 徽细油石粉的质量技术指标 白度 4 5 u m 粒度分布 体积密度( g 电m 3 ) 规格筛余量 肠2 I l m D 5 0D 眦 松密度紧密度 肠 ，岫，u m X H 8 0 l8 5 9 5O 0 28 0 O 8
7、71 00 3 0O 7 0 X H 6 0 18 5 9 5O 0 5 6 0 1 1 81 5O 3 50 7 5 X H 4 0 l8 5 9 5O 0 54 0 2 1 22 00 4 0O 8 0 烧失量( 1 0 0 0 )水溶物吸油量水分 规格P H 值 肠肠肠肠 X H 8 0 l8 0 0O 52 0 O O 一5 0 o oO 58 O l O O X H 6 0 l1 0 o o0 5 2 0 O O 5 0 0 0O 58 O 1 0 O X H 4 0 l1 2 0 0O 52 0 O O 一5 0 0 0 O 58 O 1 0 0 ( 乳A B ) _ s I L
8、气相s i O ：各种用途的推荐用置见表3 表3C A B 一0 一S I L 气相s i 0 2 各种用途的推荐用 功能与应用目标 防止流挂、防止沉淀、粉末涂料自由流动，疏水性和有限度的消光作用 防止流挂：M 5 、E H 5 、H 一5 、T S 7 2 0 、T 6 l O 防止沉淀：M 5 、E H 5 、T S 7 2 0 、T S 6 1 0 、T S 5 3 0 型号自由流动：M 5 、H 5 、E H 5 、T 譬7 2 0 、T S 击l O 、T S 5 3 0 疏水性：T S 7 2 0 、T S 6 1 0 、T 孓5 3 0 消光：M 一7 D 防止流挂：O 2 5
9、( 质量分数) ，涂膜厚度2 5 4 巧O 8 胂1 ：3 ( 质量分数) ，涂膜厚度1 0 2 1 5 2 p m 防止沉淀：O 2 5 ( 质量分数) ，相对二氧化钛用量：2 一3 ( 质量分数) ，相对锌粉用量 用量推荐标准自由流动：0 2 5 一1 ( 质量分数) 疏水：0 5 _ 2 O ( 质量分数) 消光：2 ( 质量分数) ，段纹光泽 1 3 功能性粉体材料 近年来功能性粉体材料在涂料中的应用成为 人们关注的热点。在实际应用中取得优良效果的功 能性填料和纳米材料如下。 1 3 1吸附类功能性材料 吸附类功能性填料如膨润土、凹凸棒土、沸石 等同属层状或架状含水铝硅酸盐。具有独特的
10、内部 结构和晶体化学性质，从而具有强吸附性、膨润性、 悬浮性、阳离子交换性、触变性等。目前也有建筑涂 料生产厂家利用它们具有层间水在弱电解作用下产 生羟基负离子( H ，0 2 - ) 的特点来生产负离子环保保健 型内墙建筑涂料。研究表明：吸附类功能性填料对 N H ，、甲醛等挥发物的吸附支除率可达到9 0 以上。 1 3 2 片状功能性填料 白云母、绢云母、滑石片岩等具有片状结构一 般外表呈绢光泽片状功能性填料可以经磨剥劈成 极薄的薄片( 片径厚l 1 0 0 n m ) 。可改善涂膜的力学 性能。提高涂料的耐老化、抗紫外性能。防止龟裂延 迟粉化。同时颜料粒子容易进入片状矿物的晶格层 可保持
11、涂料颜色长久不褪色。超细薄片状填料因变 具有晶体偏光效应和层间结晶水的光干涉效应对 紫外线、红外线起到强烈的吸收和反射作用。从而有 效地保护了涂膜和颜料。在外墙涂料中添加5 8 的超细云母粉、绢云母粉，可使涂膜的耐老化性能提 高到7 5 0h 以上。 1 3 3 纳米功能性材料 纳米C a C O ，、纳米S i o ：、蒙脱石凝胶等因为具有 纳米结构。使得它们赋予涂料许多新的功能例如作 为无机抗菌剂来制备抗菌涂料无机抗菌剂通过利 用缓释抗菌组分对细菌中酶蛋白的活性基团进行 破坏而发挥抗议菌作用。与传统的有机抗菌剂相比。 具有在抗菌广泛性、特效性、光稳定性、化学稳定性 等方面的优势：作为抗老化
12、助剂制备高耐候性涂料 因其量子尺寸效应和表面效应对太阳光中的紫外线 产生强吸收和反射，林而提高了涂料的耐老化性能。 2粉体材料的应用技术 涂料是由基料、颜填料、助剂和溶剂组成的复合 材料。在涂料内的各基无组分间交互综合后呈现出 复配的整合性能。在选取粉体材料时，应充分利用粉 中 囤 糟 铹 工 监 二 o o 九 十 月 6 1 中 围 糟 铸 工 业 龟 石l 旯i 十 | | 月l 6 2 体材料的协同增效技术、复配性性技术、粉体助剂匹 配技术和纳米复合技术才能科学合理地使用粉体 材料。生产与营销粉体材料的部门应了解粉体材料 在涂料中的应用技术以满足涂料行业对粉体材料 的需求。 2 1 复
13、配改性技术 复配改性技术也称复合改性技术。复配改性技 术的特征是参与复配改性的基元组分间交叉渗透、 特性加和、改善性能、创新成品。实践表明，复配改性 技术更新了应用理念增添了产品技术含量拓展了 材料应用市场空间。下面介绍粉体材料复配改性的 部分示例。 2 1 1 颜填料复配示例 色漆包括底漆和面漆有时彩底面合一配方通 常底漆与面漆采用颜填料品种及复配方式有差别。 根据颜填料组成结构、性能及构成涂膜使用要求将 颜填料进行优化选择、复配，达到预想效果。现列举 部分涂料品种中颜填料复配体系( 复配比例为质量 比) 示例，供读者参考。 ( 1 ) 醇酸铁红底漆在醇酸树脂等为基料的底漆 中可采用颜填料复
14、配体系为氧化铁红：锌铬黄：沉淀 硫酸钡= 3 9 ：1 0 ：2 0 或氧化铁红：锌铬黄：滑石粉= 2 3 ： 1 0 ：1 0 。应调整P V C 值为4 2 0 左右。 ( 2 ) 水性防腐蚀涂料以苯丙乳液为基料的水性 防腐蚀涂料颜填料复配体系为氧化铁红：滑石粉：陶 土：锌黄：磷酸锌= 2 5 ：1 3 ：0 2 ：1 0 ：0 4 ：采用纯丙与苯丙 复合乳液为基料制备底面合一的水性带锈防锈漆 其颜填料复配体系为三聚磷酸铝：磷酸锌：氧化锌：滑 石粉：沉淀硫酸钡：若色颜料= 1 0 0 ：5 0 ：1 0 ：2 0 ：2 0 ：适 量。另外水性环氧防腐蚀涂料的P V C 一般为3 0 3 8
15、 可获最佳防腐蚀效果其中防锈颜料占5 9 。而填料应选择有不同形状粒子的品种。颜填料 总的选择原则是采用低吸油、低吸水的品种，其中所 用的防锈颜料有磷酸锌、磷硅酸锶锌、磷硅酸钙锶、 碱式磷酸铝锌水合物、钙离子交换二氧硅和氧化铁 等；填料可采用滑石粉、云母粉、硫酸钡处理的偏硅 酸钙硅铝陶瓷球和硅灰尘石粉等。 ( 3 ) 无光涂料在设计无光涂料时应加入S Y L O I D 消光剂和气相二氧化硅等同时需要较高的 P V C 值采用几种填料复配比单独使用一种填料更 有利改善涂膜外观、光泽及其他性能。如在设计草绿 色无光涂料时颜填料复配体系为铁蓝：深铬黄：炭黑： 硅改性偏硼酸钡：滑石粉：白炭黑= 1 0 ：7 6 ：0 6 5 ：1 5 1 ： 1 0 8 ：4 0 。 ( 4 ) 耐酸型油管防腐蚀涂料在设计耐酸型高固 体分油管防腐蚀涂料时采用颜填料复配体系为钛 白粉：滑石粉：活性防锈颜料：助防锈剂：重晶石粉：石墨 = 1 0 ：1 0 ：0 6 ：0 2 ：2 1 ：0 0 2 。 ( 5 ) 无溶剂地坪涂料在设计无溶剂自流平型环 氧地坪涂料时采用颜填料复配体系为云母粉：沉淀 硫酸钡：铬绿= 3 8 ：2 3 0 ：1 0 。当要求防静电时，可加入 抗静电剂。 ( 6 ) 高固体分包封料
