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粉体颜料、填料在涂料中的应用技术

粉体颜料、填料在涂料中的应用技术

  • 分类:行业资讯
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2022-03-18
  • 访问量:0

【概要描述】(中国粉体技术网/班建伟)颜填料作为涂料中使用量最大的粉体材料,对改进、提升、创新涂料(涂膜)性能扮演着重要角色,颜填料在涂料中的应用技术引起广大关注。
近年来,笔者从实例考量了颜填料的应用技术,已在涂料配方设计与涂料产品创新中起到积极推动作用。在掌握颜填料结构及基本性能基础上,合理运用颜填料的复配改性规则及协同效应,可提高研发效率,增加涂料产品技术含量及竞争力,拓展应用市场。

粉体颜料、填料在涂料中的应用技术

【概要描述】(中国粉体技术网/班建伟)颜填料作为涂料中使用量最大的粉体材料,对改进、提升、创新涂料(涂膜)性能扮演着重要角色,颜填料在涂料中的应用技术引起广大关注。
近年来,笔者从实例考量了颜填料的应用技术,已在涂料配方设计与涂料产品创新中起到积极推动作用。在掌握颜填料结构及基本性能基础上,合理运用颜填料的复配改性规则及协同效应,可提高研发效率,增加涂料产品技术含量及竞争力,拓展应用市场。

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硅灰石是一种钙的偏硅酸盐类矿物,化学分子式为Ca[SiO3],含CaO48.3%和Si0251.7%。天然硅灰石常呈白至灰白色,玻璃到珍珠光泽,密度2.78~2.91g/cm3,硬度4.5~5.0,通常为针状、放射状、纤维状集合体,甚至微小颗粒仍保持纤维结构。 硅灰石产品可分为两大类:一类是高长径比的硅灰石产品,主要利用其针状性能,用于填料方面作为增强剂,尤其在塑料、橡胶、油漆、涂料等方面,硅灰石可增加硬度、抗弯强度、抗冲击性,改善塑料的电学特性,提高材料的热稳定性和尺寸稳定性一类是细磨硅灰石粉,主要利用其矿物化学性质,用于陶瓷和冶金工业,硅灰石中的CaO、SiO2成分为其提供低的热膨胀性和抗冲击性。 1 补强材料 硅灰石用做补强材料是利用其结晶粉体的纤维状结构性质,纤维状硅灰石粉体在同塑料、橡胶等高分子基体材料均匀混合后,在基体材料中以纤维状有序分散,纤维结晶结构的硅灰石粉体在受外力作用时,能抵抗较大的径向破坏应力,具有较高的热稳定性,对所制备的复合材料其力学性能、老化性能和尺寸稳定性具有较好的增强作用。在同等性能要求情况下,可相应减少价格较高的高分子基体材料用量,能显著降低复合材料制造成本。目前用硅灰石具有较好增强效果的基体材料有:尼龙6、尼龙66、不饱和聚酯、聚氯乙烯、天然橡胶等。 刘卫平将硅灰石先用硅烷偶联剂改性处理后,用于尼龙6改性,可完全或部分替代玻璃纤维,试验结果如表1所示。 由表1可见,在硅灰石/尼龙6质量比为40/60时,较纯尼龙6树脂拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲模量、热变形温度分别提高了23.64%、62.96%、141.2%、84.62%;在硅灰石/玻璃纤维/尼龙6质量比为20/20/60时,较纯尼龙6树脂拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲模量、热变形温度分别提高了109.1%、185.2%、324.7%、204.6%。 硅灰石在不饱和聚酯中也有较好的应用效果,胡珊等将325目普通硅灰石用KH-570硅烷偶联剂以0.8%~1.0%用量改性,以40%~50%用量填充不饱和聚酯,材料拉伸强度和弯曲强度均可提高1倍以上,同时制品收缩率降低。 吴学明等将甲基丙烯酸改性的硅灰石用于硬质聚氯乙烯改性,硅灰石/聚氯乙烯用量50/50时,制品冲击强度、拉伸强度分别较纯聚氯乙烯树脂材料提高128%和9%。 2 超白粉体材料 硅灰石具有较高的白度,一般能达到95,最高可达到102~104,可用做涂料、填料等体系的特白粉体材料,具有吸油量低、易分散、体系贮存稳定、涂层流平性好和附着力强等特点,可部分替代价格昂贵的钛白;可全部代替滑石粉、沉淀硫酸钡和氧化锌等。在美国,约9%的硅灰石是用于白色半光瓷漆和聚醋酸乙烯乳胶涂料,大约13%用于底漆和封闭底漆。 3 生物活性陶瓷粉体材料 用溶液反应—焙烧法制备的高纯硅灰石可用作生物活性陶瓷用前驱体粉体材料,粉体经10~20MPa压力成型、1350℃/4h焙烧得到硅灰石陶瓷,这种陶瓷具有强度高、生物活性好、对人体无害等特性。如制备的生物陶瓷在体外生物活性评价中,能较快地在其表面形成碳酸化羟基磷灰石层,便于植入人体后组织和血管的长人,从而能加强植入人体材料和周边组织界面间的结合强度,加速人体组织的重建及创伤的愈合,生物活性陶瓷可用于人体硬组织(骨骼、牙齿)的修复。 卢胜良等研究了硅灰石在高压电瓷中的应用。研究表明,随着硅灰石的加入,烧成温度明显下降,而且加入硅灰石量越大,下降程度越大。但是硅灰石添加量的增加,烧成温度变窄,这个不利因素可以通过添加一定量的粉石英或铝矾土来消除解决。在普通高压电瓷及中、高强度高压电瓷中添加5%左右的硅灰石,取得了良好的效果。烧成温度降低60℃以上,而且性能达到或超过国家标准。 4 建材 将低档硅灰石用于建材是硅灰石应用的重要途径。用硅灰石烧制釉面砖比普通釉面砖可分别可降低素烧温度、烧成时间约150~180℃和23~40h,相应可使成本降低16%~23%;用硅灰石烧制的彩色玻璃、彩色玻璃马赛克等制品,具有较好的光学和耐碱性能,且产品成本较低。 郝德生等利用硅灰石-石灰石混杂矿床的矿物原料生产白水泥。实验表明,以硅灰石替代优质粘土引入SiO2生产白水泥是完全可行的,所生产的白水泥熟料C3S含量较高,具有快凝、早强的特点。以硅灰石引入生产SiO2白水泥,粗略地从理论计算,在烧成时要比普通方法生产白水泥能耗低。 5 制备二氧化硅 中国硅灰石资源十分丰富,其特点是偏硅酸钙含量高,有色杂质含量很少,很易与无机酸反应生成沉淀二氧化硅,是一种制备白炭黑的很理想的天然硅原料。其方法分两种:一种是将硅灰石与酸反应后直接固液分离制白炭黑;另一种是将硅灰石转变成硅酸钠,再酸解中和成白炭黑。 6 其它 硅灰石在冶金行业用于冶金保护渣和连铸保护渣,在电焊条中用于电焊条涂料,在无石棉摩擦片

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