加入收藏
您好,欢迎光临上海苍洪实业有限公司!
021-3352 3756
13341629880

  20  专注高分子材料抗紫外线、抗黄变

颜填料的结构与物性对涂料性能的影响



      影响涂料性能的因素很多,本文主要谈谈颜填料的结构和物性对涂料性能的影响。

       一、 颜填料的外观颗粒形态。

       一般而言,针状颗粒较球形粒子更具有增强、增韧作用,然而针状粒子的消光作用远不如球形粒子,同时针状粒子的分散性亦相对困难。为了保持针状纤维的增强功能,强剪切的加工过程将是不允许的,因为剪切力越大,针状粒子越易折断,这样会导致增强功能下降。而片状的颜填料应用于涂料中能明显提高涂料的致密性。

      多孔结构颗粒的补强功能一般不如实心结构颗粒,但其消光作用更明显,这可能与成膜物树脂被吸附后在颗粒外表面残留层厚度有关,同样的基料在多孔粒子表面因孔内吸附树脂而导致膜厚度下降。软质的颜填料一般亦因为树脂容易扩散渗透而出现涂膜光泽较硬质颜填料低。

      颜填料的颗粒形态体现在吸油量值方面,即直径大的针状颗粒、软质颜填料、多孔粉体其吸油值大,较难分散,而球形、硬质的颜填料其吸油量相对较低,分散效率高。 从涂膜补强的角度考虑,含硬质粉体、高比表面粉体的涂层耐磨性较好。

       二、 颜填料的酸碱性。

       除水性树脂外,涂料用树脂较多呈酸性,碱性树脂较少,颜填料的酸碱性直接影响涂料的加工、贮存稳定性,甚至影响涂料成膜后的物理化学性能。碱性颜填料在与酸性树脂反应后大多对涂膜的光泽有些影响;由于酸碱反应,涂料的粘度一般都呈明显增加的趋势,有的颜填料在酸性较强的树脂体系中还会因粘度增加过大而应用受限,如ZnO、锌黄等。这些酸碱反应后的涂膜性能亦有明显改变,大多体现在韧性、耐溶剂性,耐光、热稳定性等。需要注意的是涂膜中碱性颜填料的存在对钢铁等金属的防腐保护是有益的。

      颜填料的酸碱性除与颜填料本身的结构有关外,还与粉体中残留的水溶盐有关。亲水性的水溶盐的存在不仅使颜填料在涂料出现分散困难,浆料呈现假稠,还导致涂料成膜后的耐水、耐化学品性下降。所以颜填料的后处理阶段中水溶盐的含量应尽可能低。


       三、颜填料的含水量。

      通常情况下,具有极性化学键结构的颜填料在空气中很容易吸附水,特别是空气湿度大的时候。如碳黑在高湿度时,含水量甚至可以高达20%左右。颜填料中水分的存在对其分散稳定性影响很大。我们常常发现每当空气潮湿时,原先很容易分散的颜填料,其在涂料中的细度却很难达到要求,即使细度在研磨达到要求后,往往稍经放置即出现返粗。造成这种现象的主要原因在于颜填料表面的吸附水份过多,不仅使树脂向颜填料表面扩散吸附过程受阻,而且使树脂与颜填料之间的相互作用也会受到极大削弱。此时涂料厂家多采用添加分散剂或补充极性溶剂的方式解决,但补充极性溶剂对于象聚氨酯这些对水敏感的涂料亦是一种禁忌,而分散剂的增加亦意味着涂料制作成本的上升。因而,要减少颜填料表面的水含量,最好从颜填料表面改性、粉体包装等方面来考虑,憎水处理的颜填料表面对水的吸附较弱,而粉体的致密性包装亦可改变对水的吸附量。


       四、颜填料的表面处理。

       一般颜填料的表面极性均较高,而成膜聚合物的分子极性均较低,所以为了阻止颜填料对水的吸附,促进颜填料对聚合物的吸附,改善涂膜的强度,很多情况下需要对颜填料进行改性。改性的方法不同,改性剂的结构差异将直接影响涂料成膜后的各项性能指标。

      解决颜填料的分散性很容易,只要对其作亲油处理就可很好地在有机涂层中分散;无机颜填料用无机氧化物包膜可以提高耐候、耐酸碱、耐温等性能中的一种或几种。但这些处理对颜填料的分散性影响较小。对于有机涂层而言,涂料中颜填料的细度远比无机涂层中的颜填料细度要求苛刻,这就要求颜填料不仅原始粒径需要控制外,还需要进行亲油处理,以防止因吸附水而导致颗粒团聚。颜填料的表面处理大多为小分子表面活性剂与钛酸酯、有机硅、铝酸酯等偶联剂及无机硅、铝、锆、钛等包覆,改性剂的用量从0.1%至20%左右不等,很多颜填料在进行无机包覆的同时还进行有机包膜。无机材料的包膜从一定程度上改善了材料本身在耐候、耐温、耐化学品性上所表现的优势已被证实,而有机处理的结果相对就比较复杂。一般有机表面活性剂的表面包覆吸附均能在一定程度上改善粉体在有机涂层中的分散性,然而将粉体应用于涂料中的一个重要目的就在于改善涂料成膜后涂层的某些性能,仅仅只在涂料加工中改善其分散性是远远不够的。nm-CaCO3的表面处理剂常使用脂肪酸,常见的产品有钛酸酯、铝酸酯、有机硅氧烷偶联剂与各类离子型、非离子型表面活性剂后均能非常显著地提高涂料加工过程中nm-CaCO3的分散性,然而这些表面处理剂的存在对涂膜的机械性能、耐水、耐化学品甚至耐光性等方面往往是有害的。


      五、 颜填料的光学性能。

      颜填料的光学性能包括着色力、消色力(白色颜料)、遮盖力、外观色相等,遮盖力、着色力或消色力与粉体的粒径有关。对于遮盖力而言,当粒子的直径在光波长的一半以上时,随着粒径的下降,颜填料的遮盖力包括混遮盖力均得到提高;当粒子的直径小于光波长的一半时,粒子越细,遮盖力越低。而就着色颜料的着色力或消色力来说,色彩本身来源于颜料对光的吸收。虽然对光的吸收强度与粒子直径存在一定的关系,但主要取决于物质自身的组成、结构,当然着色力或消色力还与粉体颗粒的形状、粒度分布等相关。

       着色颜料的外观色相同样与颗粒的粒径相关联,随着粒径的减少,粉体将从红、黄色调向蓝、紫色调转移。部分颜料在合成过程中往往同时伴生其他色调的副产品或颜料分子本身的同分异构体,如大红粉、酞菁绿等,如果无法将杂色除去,可否考虑对体系进行有机处理,实现不同颜色的均匀混合,减少诸如“金光”这些不良现象的产生。


暂无评论!
我要评论 只有购买过该商品的用户才能评论。

友情链接:化工网  

电话号码: +86-21-3352 3756

传真:        +86-21-51861293

邮箱:         sales@schcnc.com

地址:上海市松江区横港路155弄204号

官网二维码
扫一扫加微信
  • QQ咨询
  • 电话咨询
  • 133 4162 9880
  • 021-3352 3756