4 乳胶漆的基本概念和成份-填料.ppt

1、乳胶漆的主要组份,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: 骨架、填充作用，增加漆膜厚度，使漆膜丰满坚实； 调节涂料的流变性能，如增稠、防沉淀等； 改善漆膜的机械性能，如提高耐磨性和耐久性； 调节涂料的光学性能，改变漆膜的外观，如消光等； 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

2、（北美）,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的碳酸钙),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

3、为低光泽。,填料粒径对乳胶漆光泽和遮盖的影响,Paint: 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C

4、PVC,不同吸油量的填料具有不同的CPVC,填料的形状,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,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

5、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 (GCC): 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

6、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。,碳酸钙的表面化学,碳酸钙的耐久性 起

7、霜,碳酸钙被溶解: H+ + 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

8、方法，可分为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,高岭土的等电点为 pH 2 (碳酸钙为pH 10),滑石粉(水合硅酸镁 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

9、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),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

10、),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,硅藻土在乳胶漆中的主要作用是消光，其不规则的外形能有效提高漆膜表面粗糙度. 硬度低，易碎，因此耐磨光性差,硅灰石（硅酸钙）,硅灰石的工艺特性有：具有针

11、状晶形，甚至细小的颗粒也呈纤维状，纤维的长度与其直径之比通常为78:1，有的可达1520:1；具有稳定的物理化学性能。 硅灰石是一种偏硅酸钙矿物，分子式为CaSiO3，硬度4.55级，比重2.87-3.09g/cm3，pH值 9，折光率1.62，吸油量20-26g/100g。,硅灰石的性能特点,可代替部分白色颜料，起遮盖、增量作用，降低成本并使白漆保持长久明亮的色调。 针状结构有利于改进漆膜的机械强度，并能消除光泽。 碱性填料，可用作聚醋酸乙烯酯乳胶漆的pH缓冲剂。,云母 (3Al2O3 . K2O . 6SiO2 . 2H2O),云母矿经过干式或湿式研磨后形成细粉，过滤干燥后成为片状细粉产品

12、。 外观为银白色或灰色，密度2.82g/cm3，折射率1.58，吸油量4070g/100g，硬度2.5，粒径520um。,云母粉的性能特点,主要利用其高径厚比的片状结构，良好的耐热性、耐侯性、透明度、耐化学性和紫外线屏蔽性等性能。 对机械强度漆膜有增强作用，可防止开裂。 可赋予漆膜“闪光”效果。 湿法云母粉的一个重要应用是作为云母钛珠光颜料的载体原料。,重晶石 (BaSO4),有天然和合成两种，天然品称为重晶石，合成品称为沉淀硫酸钡。 填料中密度最大的品种，密度4.34.5g/cm3； 折射率高（1.64），有一定的遮盖力。 耐酸耐碱，耐光耐热，吸油量低，天然产品吸油量为9g/100g左右，合

13、成产品在1015g/100g左右。 白度高，质地细腻，抗起霜，抗铁锈污染，是建筑涂料常用填料之一。 缺点是密度高，容易沉降。,乳胶漆常用填料的品种及主要特性,乳胶漆中填料的选择,合理选择填料的品种及规格可大幅度地提高乳胶漆的质量,如果选择不当则会带来不必要的麻烦。,乳胶漆中填料的选择,根据涂料的应用范围选择不同品种 乳胶漆分为内墙涂料、外墙涂料，一般在外墙涂料中选择耐候性好、不易粉化的填料。建议使用绢云母、硫酸钡、硅灰石、煅烧高岭土等，一般不用轻钙。 内墙涂料中建议使用重钙、轻钙、滑石粉、高岭土等白度较高的产品，同时使用超细粉体。 工厂的地理位址也是一个重要的因素，最近的填料供应商往往可以提供更便宜的产品。,乳胶漆中填料的选择,根据使用填料的品种选择不同细度 重钙、硫酸钡、滑石粉、煅烧高岭土等填料在涂料中使用,一方面起到体质填充的作用,另一方面具有一定的干遮盖力,一般建议使用超细产品,因为填料对二氧化钛的遮盖力有增效作用, 同时提高漆膜的强度和耐水性能。 使用硅灰石、绢云母是为了提高漆膜强度、耐候性、耐水性等,一般建议使用800目左右的产品,如考虑漆膜效果时,可采用1250目左右的产品,2000目以上的产品一般不建议使用。,乳胶漆中填料的选择,根据CPVC 要求选择不同的填料 填料的细度越高,其比表面积越大