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沉淀硫酸鋇以及其他填料對(duì)粉末涂料性能的影響如何
填料也稱體質(zhì)顏料。這種顏料的著色力和遮蓋力較小，是白色和無(wú)色的超細(xì)粉粒。它與著色顏料一起分散在粉末涂料中，用以提高粉末涂料的機(jī)械 強(qiáng)度等。且應(yīng)滿足下列條件。
(1)不溶于水和有機(jī)溶劑，有很好的分散性，無(wú)色或白色，不含雜質(zhì)的超細(xì)粉粒；
(2)耐酸、耐堿、耐候性好；
(3)成本低。
在粉末涂料中常用的填料品種有沉淀硫酸鋇、重晶石粉、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、膨潤(rùn)土、沉淀二氧化硅、云母粉、石英粉和硅微粉等。
每種填料在粉末涂料配方中所起的作用不盡相同，本文探討了沉淀硫酸鋇、云母粉、空心玻璃微珠和納米氧化硅這四種填料對(duì)粉末涂料產(chǎn)品性能的影響。
沉淀硫酸鋇化學(xué)成份為BaSO4，晶體屬正交晶系的硫酸鹽礦物。常呈厚板狀或柱狀晶體，多為致密塊狀或板狀、粒狀集合體。質(zhì)純時(shí)無(wú)色透明，條痕白色，玻璃光澤，透明至半透明。三組解理完全，夾角等于或近于90°。摩氏硬度為3～3．5，比重為4．0～4．6。
在粉末涂料方面，沉淀硫酸鋇能增強(qiáng)粉末涂料的流平性和保光性，并且與所有的色料有較好的兼容性�？墒狗勰┩苛显趪娡抗に囍羞_(dá)到理想的涂膜厚度，且上粉率高。
絹云母屬云母類礦物，是一種片狀細(xì)粒白云母。結(jié)構(gòu)呈二八面體，即由兩層硅氧四面體和一層鋁氧八面體構(gòu)成，四面體的活性氧與附加陰離子位于兩層六面網(wǎng)中央，構(gòu)成活性結(jié)晶水基團(tuán)。解理完全，可劈成極薄的片狀，徑厚比大。絹云母晶體化學(xué)成份為K0.5—1(Al，F(xiàn)e，Mg)2(SiA1)4O10(OH)2nH2O，具有絲絹光澤，徑厚比>80，呈白色或淺灰白色，比重為2．6～2．7，硬度為2～3，富有彈性，可彎曲。耐高溫，耐化學(xué)品腐蝕性強(qiáng)，對(duì)紫外線具有極佳的屏蔽作用。它的細(xì)磷片狀結(jié)晶體結(jié)構(gòu)可提高涂層的致密性，防止水分滲入。
絹云母的化學(xué)結(jié)構(gòu)與高嶺土相近，兼具了云母類礦物和粘土礦物的多種特點(diǎn)。其應(yīng)用于涂料中，可大幅提高涂膜的耐候性，抗透水性，增強(qiáng)涂膜的附著力和強(qiáng)度，改善涂膜的表觀。同時(shí)染料粒子易進(jìn)入絹云母粉的晶格層間，從而保持顏色長(zhǎng)久不褪色。此外絹云母粉還具有抗藻防霉的功能，國(guó)外常用于船舶和海洋涂料。因此，絹云母粉對(duì)涂料而言是一種價(jià)格性能比優(yōu)異的多功能填料。
空心玻璃微珠是一種微小、中空的圓球狀粉末，密度在0．1g／cm3～0．5g／cm3之間，粒徑可根據(jù)需要在1～500微米之間選擇。具有重量輕、體積大、導(dǎo)熱系數(shù)低、抗壓強(qiáng)度高、絕緣、自潤(rùn)滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蝕、防輻射、無(wú)毒，以及分散性、流動(dòng)性、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)�？招牟Ａ⒅榭芍苯犹畛溆诮^大部分類型的熱固性、熱塑性樹(shù)脂產(chǎn)品中。在粉末涂料中應(yīng)用時(shí)，空心玻璃微珠可以起到以下作用。
(1)隔熱、絕緣、吸水率低�？招牟Ａ⒅榈膬�(nèi)部是真空或稀薄氣體，與環(huán)氧樹(shù)脂存在密度及導(dǎo)熱系數(shù)差，所以它具有隔熱的特性，是耐高溫粉末涂料的極佳填充劑。微珠的隔熱特性還可減輕因粉末涂層經(jīng)受急熱和急冷而引起的熱沖擊。極低的吸水率使粉末涂料可以長(zhǎng)期貯存。
(2)可改善粉末涂層的物理機(jī)械性能�？招牟Ａ⒅樘盍峡稍黾臃勰┩苛系挠捕群蛣偠取５箾_擊性能下降，下降的多少與對(duì)中空玻璃微珠的表面處理有關(guān)。如選用正確的偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理，可減少對(duì)材料抗沖擊性能的影響。
(3)吸油率低。與常規(guī)填充材料碳酸鈣相比，空心玻璃微珠的吸油量更低。不同型號(hào)空心玻璃微珠每100g的吸油率在7mg～50mg之間，而每100g輕質(zhì)碳酸鈣的吸油率高達(dá)120mg～130mg，重質(zhì)碳酸鈣也高達(dá)50mg～60mg。這種低吸油率的填充材料在生產(chǎn)過(guò)程中變相地增加了填充量降低了綜合成本。
納米氧化硅是一種重要的高科技超微細(xì)無(wú)機(jī)新材料。因其具有粒徑很小、比表面積大、表面吸附力強(qiáng)、表面能大、化學(xué)純度高、分散性能好、穩(wěn)定性好等，在眾多學(xué)科及領(lǐng)域內(nèi)具優(yōu)點(diǎn)，有著不可取代的作用。納米二氧化硅俗稱“超微細(xì)白炭黑”，作為添加劑、催化劑載體廣泛用于各行業(yè)中。
將納米氧化硅添加到環(huán)氧樹(shù)脂的基體粉末涂料中，在結(jié)構(gòu)上會(huì)完全不同于用粗晶SiO2。添加的環(huán)氧粉末涂料。粗晶SiO2一般作為補(bǔ)強(qiáng)劑加入，主要分布在高分子材料的鏈中間，而納米氧化硅由于表面嚴(yán)重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點(diǎn)，使它表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性，很容易和環(huán)氧環(huán)狀分子的氧起鍵合作用，提高了分子間的鍵力。同時(shí)尚有一部分納米氧化硅顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，與粗晶SiO2。顆粒相比較，表現(xiàn)出很高的流漣性，從而大幅度提高添加了納米氧化硅的環(huán)氧粉末涂料涂層的強(qiáng)度和韌性。此外，納米氧化硅的加入還可以提高涂層的耐磨性、抗老化性能，并改善涂層表面的光潔度。由于納米氧化硅是一種松散、無(wú)定形的粉狀物體，將它加入粉末涂料體系中可以防止粉料在夏天的高溫下結(jié)團(tuán)，延長(zhǎng)粉末涂料產(chǎn)品的貯存期。在生產(chǎn)過(guò)程中，最好采用外加的方法。
沉淀硫酸鋇、云母粉、空心玻璃微珠、納米氧化硅這四種填料在粉末涂料生產(chǎn)中經(jīng)常用到。單獨(dú)用沉淀硫酸鋇做填料時(shí)涂層的韌性比較好，涂層表面的色澤較飽滿，自然暴曬時(shí)的保色性能也較好；用沉淀硫酸鋇、云母粉、空心玻璃微珠做復(fù)配填料時(shí)，涂層的耐水煮性能及耐海水滲透性能較好；納米氧化硅的加入對(duì)粉末涂料性能的影響并不明顯，這有可能與納米材料容易團(tuán)聚，實(shí)際使用時(shí)不能保持納米性能有關(guān)。在粉末涂料配方設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品性能要求選擇不同填料，以達(dá)到zui佳效果。
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