涂料填料(二).doc

涂料填料（二）(四) 硅酸盐类1)滑石粉滑石粉是将天然滑石粉矿粉碎而成，其主要成分为水合硅酸镁，分子式3MgOSiO2H2O，为白色鳞片状结晶，并含有纤维状物，含有杂质者呈淡黄色、淡绿色、淡蓝色等。滑石粉晶体属单斜晶系，呈六方形或菱形。滑石粉中与氧结合的镁原子夹在两个片状二氧化硅之间，形成层状结构，相邻层之间依靠弱的范德华力结合在一起，当有剪切力作用时，层间容易分离。滑石粉是已知矿物中最软的，莫氏硬度1，密度2.72.8g/cm3，化学性质不活泼，在加热至900高温时仍稳定，非导电体，有滑腻感。滑石粉其片状结构对其应用具有决定性的影响。其吸油量也比球状填料大，能影响涂料的黏度和流变性质，通常表现出结构黏度的性质。在临界PVC以下，滑石粉几乎没有遮盖力，一旦超过临界PVC时，其遮盖力变大。与云母相比，滑石粉的增强效果没有那么显著，但却可以降低裂纹敏感性。在用于典型的内墙涂料时，可提高耐擦洗性；用于防腐涂料时，由于延长了腐蚀物质的扩散路径，可改善防护效果；与沉淀硅酸盐相似，滑石粉也可以充当颜料的隔离剂，提高颜料的着色效果。其缺点在于易于粉化，因此必须选择适当用量。2)高岭土高岭土通常也称瓷土、中国黏土，主要矿物成分为高岭石，它是各种结晶岩破坏后的产物，分子式AlOSiO2nH2O，它也是片状结构。由于其电荷分布的作用，高岭土在水介质中形成以中国不很稳定的结构。电荷的分布是这样的，即在片状颗粒的边缘带正电，表面带负电。如果用量大，这种作用会形成凝胶，是涂料不能流动，且会受到浸润剂和分散剂的抑制。一般加入高岭土，可以改善触变性和抗沉淀性。煅烧黏土对流变性能没有影响，但却可以像没有经过处理的黏土一样，具有消光作用、增加遮盖性和增加白度，这些都类似于滑石粉。高岭土一般吸水性较大，不适合提高涂料的触变性，不适合于制备憎水性涂膜。高岭土产品粒径在0.21m之间。粒径大的高岭土吸水性小；消光效果好，粒径小的高岭土（1m以下），可用于半光涂料和内用涂料。高岭土可分为煅烧高岭土和水洗高岭土。一般来说，煅烧高岭土的吸油量、不透明性、孔隙率、硬度和百度都高于水洗高岭土。性能煅烧高岭土水洗高岭土折射率1.621.56相对密度2.502.632.58莫氏硬度342GE白度/%84978092中位颗粒/m4.8吸油量/（g/100g）50953045比表面积/（/g）816620赫格曼细度/m45.55610%悬浮液的pH5.06.03.58.0粒子形状片状卷曲状/片状3)硅灰石硅灰石的主要成分为偏硅酸钙，理论组成是CaSiO3，分子量116.4。硅灰石颜色为白色，莫氏硬度4.55.0，相对密度2.8，折射率1.62.它具有湿膨胀性低、吸油率低、电耗率低等特性。硅灰石属三斜晶系，经常呈针状或纤维状，在一定程度上硅灰石可以代替石棉使用。它具有增强作用、降低裂纹敏感性及一定的增稠和触变作用。硅灰石在涂料工业中可以作为体质颜料兼增量剂使用，它能增加白色涂料明亮的色调，在不使涂料白度和遮盖力下降的条件下，能取代部分钛白粉，并能长时间保持这种色调。a) 硅灰石吸油量低，具有很高的填充量，可以降低涂料成本；b) 硅灰石的针状结晶使它可以作为涂料良好的平光剂，并可改善涂料的流平剂；c) 硅灰石的粒子形状，使它还可以用作为涂料良好的悬浮剂，是色漆的沉淀柔软易于再分散；d) 硅灰石碱性大，非常适用于聚醋酸乙烯涂料，能使着色颜料分散均匀；e) 硅灰石还具有改进金属涂料的防腐蚀能力，在自清洁型涂料中作为增强剂；f) 除用于水性涂料外，还可以用于底漆、中间涂层、油性涂料、路标涂料等；g) 在沥青涂料中可用来取代石棉；h) 硅灰石用于涂料中，能提高涂料的耐磨性和耐候性，其原因是由于它的片状和纤维状结构，在涂膜中薄片相叠，储能增加涂膜的屏蔽外，还有较强的反射紫外线的能力，因而提高了涂膜的耐老化性；i) 硅灰石和二氧化硅一样，可增加涂膜的遮盖力。据资料介绍，用它代替20%的钛白也不会改变涂膜的不透明性和其他性质；硅酸盐和二氧化硅的不透明度大，原因是粒子表面富有亲水性。水向这些颜料粒子中扩散要比向乳胶粒子中扩散容易得多，干燥以后在融合的乳液涂膜内形成微细的空气/二氧化硅界面，提高了涂膜的不透明性。人工合成产品为水合硅酸钙，其化学组成为CaSiO3nH2O。它是由硅藻土与石灰混合后，高温下载水浆中形成，这种合成产品有可分为常规型和处理型。它是白色蓬松粉末，比天然硅灰石质轻、蓬松，具有较高吸附能力，粒度较小（1012m），高比表面积（175/g），吸油量高达280g/100g，密度2.26g/m，折射率1.55，pH为9.8。4)云母粉云母石复杂的硅酸盐类。从化学组成来看，云母就是滑石粉的晶格中的硅一部分被铝所取代，属单斜晶系，晶体常呈六方片状，属于片状填料，有玻璃光泽。云母的组成非常复杂，因为含有各种不同的金属盐，所以有不同的光泽。云母粉是天然云母经过干式或湿式研磨后，除去杂质，经分级过滤、干燥而成。外观为银白色至灰色，密度在2.82g/m左右，折射率1.58，吸油量4070g/100g，硬度2.5，粒径520m。云母粉在涂料中的水平排列可阻止紫外线的辐射而保护涂膜，可以改善整个系统的光稳定性，还可防止水分穿透。云母粉具有优良的耐热性、耐酸性、耐碱性和电气绝缘性，能起阻尼、绝缘、减震作用，能提高涂膜的机械强度、抗粉化性、耐久性，可用于阻尼漆、防火漆、乳胶漆等。在含有滑石粉的配方中加入云母，涂料的抗腐蚀性提高，表面硬度增加，耐擦洗性提高，颜料的效率提高。5)绢云母绢云母是一种细粒的白云母，属层状结构的硅酸盐，结构是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。分子式K2O3Al2O36SiO22H2O，晶体为鳞片状，富弹性，可弯曲。其粒度200300目，吸油量2050g/100g，pH为58。绢云母具有良好的耐酸性、耐碱性，化学稳定性好，有中等的干遮盖力和较好的悬浮性。用在涂料中可提高涂料的耐候性，阻止水汽穿透，防止龟裂，延迟粉化。6)合成硅酸铝合成硅酸铝实际上市硅酸铝钠，是一种无定形高分散的体质颜料，密度2.02.1g/m，pH为9.510.5，它是一种优良的涂料原料。合成硅酸铝通常粒子径为1.5m，粒径小，粒度分布窄，没有沉淀分层现象，是涂料的悬浮性大大提高，是涂料色相纯正，着色力强，遮盖力提高，可提高涂料的分散性及细度指标，对涂料的外观、光泽度、丰满度、硬度都有良好的效果。合成硅酸铝不会与磷酸盐分散剂作用，可使乳胶漆具有良好的分散稳定性。合成硅酸铝的超细性能及高分散性，能使乳胶漆稍微增稠，以防止颜料沉淀及表面分层现象。另外乳胶漆的涂膜耐擦洗性及耐候性不会因超细硅酸铝的加入而下降。合成硅酸铝也可用于无光和半光溶剂型漆及白二道漆等颜料体积浓度较高的配方中，替代钛白粉用量的10%20%，漆的遮盖力不会减弱。合理采用硅酸铝替代部分钛白粉生产的乳胶漆具有以下特点。a) 由于粒径小、粒径分布窄，没有沉淀分层现象，填料的悬浮性大大提高，开罐效果良好。b) 涂料色相纯正，着色力强，遮盖力提高。c) 由于改善了涂料的分散性及细度指标，对涂料的外观、光泽度、丰满度、硬度以及分散性都有良好效果。d) 由于节省了10%20%金红石型钛白粉，从而大幅度降低涂料生产成本。此外，合成硅酸铝呈碱性，在涂料中对酸碱性起到缓冲作用，特别是在醋酸乙烯乳胶漆体系汇总，能防止在贮存过程中因醋酸乙烯酯水解导致乳胶漆pH下降。由于其比表面积大，吸油量高达75150g/10g，而且必须彻底分散才能发挥其增效作用。否则容易造成后增稠。此外，它具有消光作用，故不宜用在高光漆中。发展趋势：填料超微粉碎或纳米化通过超微粉碎技术使一些常用无机填料纳米化，使填料料颗粒达到纳米范围（100nm）的尺寸。纳米是一个长度计量单位，1nm等于10-9m。纳米技术是以0.1100nm尺寸的物质为研究对象，研究纳米