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1、乳胶漆的主要组份 乳胶漆 水 聚合物乳液 溶剂 颜填料 助剂 成膜助剂 防冻剂 颜料 遮盖聚合物 填料 分散剂 增稠剂 润湿剂 消泡剂 防微生物剂 内容 乳胶漆所用填料的定义和功能 填料的主要性能指标 乳胶漆所用填料的主要种类及性能特点 乳胶漆中填料的选择 什么是填料？ 填料又被称为体质颜料，但不能提供明显的颜色和遮盖力，其主要作用是降低乳胶漆的成本，并可改善某些性能或消除某些弊病。 填料在乳胶漆中的功能 填料在乳胶漆中的应用正从单纯降低成本，向功能化转变 : 1. 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. 改善漆膜的机械性能，如提高耐
2、磨性和耐久性； 4. 调节涂料的光学性能，改变漆膜的外观，如消光等； 5. 对漆膜的化学性能起辅助功能，如增强防锈，抗湿，阻燃性等。 乳胶漆常用颜填料的种类和用量（北美） 其它：重晶石，长石，霞石，硅灰石，云母 钛白粉 30% 碳酸钙 21% 高岭土 16% 滑石粉 9% 石英砂 9% 硅藻土 8% 其它 7% 填料的主要物理性能指标 粒径 比表面积和吸油量 颗粒形状 硬度 PQI版权所有 2007 粒径 粒径一般是指等效球体直径 范围从 0.2um到 50um不等，一般来讲，粒径越细，价格越高 一般填料的粒径分布都比较宽 PQI版权所有 2007 粒径分布曲线 (举例 : 粒径 1um的碳酸
3、钙 ) 010203040506070809010020 10 5 2 1 0 . 5 0 . 2筛孔细度， um TiO2 粒径范围 中间粒径 SEM 下的 5um 碳酸钙的粒径分布情况 不同填料的粒径比较 乳液粒子 0.15um 钛白粉 0.25um 高岭土 2um 碳酸钙 5 um 填料粒径对漆膜性能的影响 光泽 遮盖 无填料乳胶漆的光泽 漆膜表面光滑，光线的反射不受干扰，表现为高光泽。 有填料乳胶漆的光泽 漆膜表面粗糙，光线的反射被干扰，表现为低光泽。 填料粒径对乳胶漆光泽和遮盖的影响 填料粒径对光泽和遮盖的影响0246810122 5 12碳酸钙粒径 ( um )85度光泽9 1 .
4、 5929 2 . 5939 3 . 5949 4 . 5遮盖8 5 d e g g l o s sH i d i n gPaint: 52 PVC/22VS Rovace 9900 21PVC TiO2 31PVC CaCO3 无填料乳胶漆的遮盖 全部光线被反射，不能看到基材，表现为白色 有填料乳胶漆的遮盖 钛白粉被填料挤在一边，光线通过填料通道到达底材，表现为灰色。 比表面积和吸油量 比表面积是指单位质量的物质所具有的表面积。颗粒粒径小和高孔隙率的填料，比表面积也大。 吸油量是颜填料吸收亚麻仁油的能力。单位：g/100g 颜填料 吸油量反映了颜填料的比表面积。填料粒径越小，内部越多孔，吸油
5、量越大。 影响：临界颜料体积浓度 (CPVC) 不同吸油量的填料具有不同的 CPVC Paint: 30 VS Res3083 150# TiO2 Varied PVC extenders CPVC 50PVC CPVC 42PVC CPVC 58PVC 遮盖 vs PVC 97 98 99 100 101 102 103 104 105 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 填料 PVC 遮盖水洗高岭土 煅烧高岭土 碳酸钙 不同吸油量的填料具有不同的 CPVC 碳酸钙 高岭土 遮盖聚合物 PVC 20 30 40 50 60 70 填料的
6、形状 砾石状 片状 书页状 针状 骨骼状 填料外形均匀性的表征 - 长径比 为颗粒的长度与直径之比 瘤状和块状颗粒长径比 小 片状和针状颗粒长径比 大 颗粒外形对乳胶漆性能的影响 片状填料有助于提高耐水性 片状和针状填料有助于漆膜增强，并防止漆膜泥裂（ Mud Cracking） 瘤状和块状填料可以提高漆膜硬度 多分散的外形影响漆膜光泽 Paint: 30 VS Res3083 150# TiO2 Varied PVC extenders 35C/50%RH 0 10 20 30 40 50 片状高岭土 非片状高岭土 碳酸钙 填料类型 不开裂最大膜厚，milsCPVC 以下 CPVC 左右 C
7、PVC 以上 举例：填料外形对漆膜泥裂（ Mud Cracking）的影响 Paint: 30 VS Res3083 150# TiO2 Varied PVC extenders 35C/50%RH PQI版权所有 2007 莫氏硬度： 软 （ 滑石 ） = 1 硬 （ 钻石 ） = 10 颜填料的硬度 硬度是颜填料内部化学键强度的表现 影响涂料的耐洗刷、耐划伤、耐磨光性能 硬度高的填料对生产设备的磨损严重 乳胶漆中常用的填料 碳酸钙 高岭土 滑石粉 二氧化硅 硅藻土 云母 碳酸钙 块状外形 分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙两种，是乳胶漆中最常使用，也是最便宜的填料。 重质碳酸钙 重质碳酸钙 (GC
8、C): 将天然矿石如方解石经筛选、破碎、干磨或湿磨再经分级而成。主要成分是碳酸钙，往往含有少量的碳酸镁、二氧化硅及三氧化二铝等杂质。外观呈白色粉末，颗粒粗大，相对密度 2.71，吸油量1025g/100g， pH约为 9 。 又被称为大白粉、白垩、石灰石粉、方解石粉等。 除了标明细度，重质碳酸钙习惯上又按照粉碎的细度不同分为单飞粉、双飞粉、三飞粉、四飞粉（ 200目 95%为单飞粉； 325目 99%为双飞粉； 325目 99.9%为三飞粉； 400目 99.95%为四飞粉）。 轻质碳酸钙 轻质碳酸钙 (PCC)：轻质碳酸钙多采用沉淀法生产。将石灰石煅烧成氧化钙后制成氢氧化钙，与煅烧出的二氧化
9、碳反应生成碳酸钙，再经过滤、烘干、粉碎、筛分，然后成为成品。 轻质碳酸钙纯度都在 98%以上，平均粒径在 3um以下，一些超细品种的粒径可在 0.06um左右。由于颗粒细小，吸油量大大增加，达2560g/100g。 pH值在 910之间。 CaCO3- CaO + CO2 CaO - Ca(OH)2+ CO2 - CaCO3 +H2O 900oC H2O 碳酸钙的表面化学 Zeta电位pH +10 0 -2 7 10 等电点 溶解 碳酸钙的耐久性 起霜 空气中的 SO2 溶解在漆膜表面的水膜中并形成酸： SO2 + H2O HSO-3+H+ (HSO-3 H+SO3-2) 碳酸钙被溶解 : H
10、+ + CaCO3 Ca+2 + HCO3- 溶解的钙离子迁移到漆膜表面并被沉淀 : Ca+2 + HSO-3 + 2 H2O CaSO3. H2O + H+ CaSO3 晶体在漆膜表面形成白霜 白霜现象 高岭土 高岭土的原生矿物具有书页状的构造 高岭土 高岭土的主要成份是 Al2O32SiO22H2O，又称为水合硅酸铝、瓷土、白陶土。常含有石英、长石、云母等杂质。外观呈白色粉末，质地松软、洁白，相对密度 2.582.63g/cm3，折光率 1.56，吸油量 3050g/100g。 用于乳胶漆可改进悬浮性、防止颜料沉降，提高钛白粉的效率，并增强漆膜硬度。缺点是吸油量太大。 根据加工方法，可分为
11、煅烧高岭土和水性高岭土。一般来说，煅烧高岭土的吸油量、孔隙率、硬度和白度都高于水洗高岭土，但价格也高于水性高岭土。 高岭土的表面电荷分布 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + 高岭土的表面化学 水化高岭土的 Zeta 电位 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pH 值 Zeta 电位(mv) 高岭土的等电点为 pH 2 (碳酸钙为 pH 10) 滑石粉 (水合硅酸镁
12、3MgO .4SiO2.H2O) 滑石粉是将天然滑石经挑选后，粉碎和研磨至所需的细度的成品 . 外观为白色粉末，密度2.72.8g/cm3，折射率1.541.59， pH 9.09.5， 吸油量 2550g/100g。 有片状和纤维状两种。对于漆膜的耐水性和防潮性，片状比纤维状优越。 在涂料中不易下沉，并可使颜料悬浮，防止硬沉。能吸收漆膜内应力，防止开裂。 二氧化硅 (SiO2) 分为天然和人造产品两大类，主成份都是二氧化硅，但有部分品种含有结构水。 化学属性上都具有的二氧化硅的特性，为白色粉末中性物质，耐酸耐碱，耐高温。物理性质随来源不同有极大差别。 二氧化硅 (SiO2) 二氧化硅 天然无
13、定形二氧化硅 （不含水） 天然结晶型二氧化硅 天然无定形二氧化硅 （含水） 燧石粉 白硅石粉 硅藻土 石英粉 天然结晶型二氧化硅 (石英粉 ) 天然石英砂经粉碎风选而成 白色粉末，吸油量2436g/100g，密度2.65g/cm3，折射率1.55， pH 7，粒径为1.59.0um。 结晶型二氧化硅的性能特点 高硬度 ，有利于提高耐磨光、耐擦洗、耐划伤性能。 对分散设备磨损较大。 吸油量低 稳定性、耐久性非常好 光泽均匀 吸入 10um以下的颗粒会造成健康问题 改性天然结晶型二氧化硅 (方石英 ) 方石英是由石英高温煅烧而成 : 晶形转变（表面去羟基化） 密度降低 硬度降低 消光作用 硅藻土 硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻遗体组成，其中的氧化硅多数是非晶体。 白色、灰白色、灰色或浅灰褐色粉末，细腻、松散、质轻、多孔、吸水性、渗透性强。 硅藻形状多变，有圆盘状、针状、筒状、羽状等。松散密度为 0.3-0.5g/cm3，莫氏硬度为 11.5，硅藻骨骼微粒尺寸为 4.5-5m，孔隙率达 80-90%，化学稳定性高。 硅藻土的性能特点 硅藻土在乳胶漆
