中國粉體網(wǎng) 長期以來，碳酸鈣粉體作為填充改性材料廣泛應(yīng)用于涂料等行業(yè)。一方面，能減少樹脂用量，降低成本；另一方面，起到提高涂料遮蓋力、耐水性、力學(xué)強(qiáng)度、觸變性、光學(xué)性以及防沉降等作用，備受涂料生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注。
但是在生產(chǎn)涂料的過程中要用好碳酸鈣并不是一件容易的事，以納米碳酸鈣為例。
1、涂料與改性納米碳酸鈣
未經(jīng)處理的納米碳酸鈣，應(yīng)用于有機(jī)介質(zhì)中存在兩個缺點(diǎn)。其一，因顆粒表面能高，處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，粒子本身極易聚集成團(tuán)，用常規(guī)分散方法很難使其粒子在應(yīng)用介質(zhì)中達(dá)到納米級的粒度，從而影響了應(yīng)用效果；其二，因其表面親水疏油，很難與有機(jī)介質(zhì)結(jié)合，均勻分布在有機(jī)介質(zhì)中，不但未能實(shí)現(xiàn)其預(yù)定的功能。反而導(dǎo)致原有性能下降。所以，常常采用改性劑對納米碳酸鈣粒子進(jìn)行表面改性，使其表面能降低，同時改善其表面親油性。
2、涂料與改性納米碳酸鈣
以改性納米碳酸鈣在建筑涂料中應(yīng)用為例，由于納米碳酸鈣存在“藍(lán)移”現(xiàn)象，在乳膠漆中可以屏蔽紫外光，起到隔熱的效果，提高涂料抗老化性能。將納米碳酸鈣應(yīng)用到外墻涂料中，涂層展現(xiàn)強(qiáng)烈的“疏水性”，涂層的抗裂強(qiáng)度、耐污染性均得到增強(qiáng)。
除了建筑涂料，一般涂料配方中也都含有一定量的剛性顆粒，有的配方中含量還相當(dāng)大，這些剛性粒子的存在會導(dǎo)致涂膜中應(yīng)力過于集中，使樹脂產(chǎn)生裂紋。納米碳酸鈣的引入，能使剛性粒子與樹脂間產(chǎn)生更多的接觸幾率，產(chǎn)生更多的微裂紋并引起彈性形變，將更多的沖擊能量轉(zhuǎn)化為熱能吸收掉，從而提高涂料韌性。
3、涂料中存在的納米碳酸鈣應(yīng)用問題
當(dāng)然，納米碳酸鈣改性后再應(yīng)用也會面臨一些問題。目前采用鈦酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、脂肪酸等作為改性劑，將其加到納米碳酸鈣水漿中進(jìn)行表面包覆，使納米碳酸鈣通過常規(guī)分散手段即可達(dá)到良好分散效果，但并不是所有改性后的納米碳酸鈣都具備令人滿意的效果，有些納米碳酸鈣應(yīng)用后對涂料的力學(xué)強(qiáng)度、耐水性能起不到補(bǔ)強(qiáng)效果，這是什么原因？而有些研發(fā)人員用自己合成的多官能團(tuán)聚合物處理納米碳酸鈣后，能明顯改善涂層的力學(xué)強(qiáng)度、耐水性等，都是改性劑有哪些不同？
4如何解決納米碳酸鈣在涂料中的應(yīng)用難題？
（1）納米碳酸鈣改性劑和改性工藝的選擇
表面處理劑在成膜基料與無機(jī)粉體之間起連接作用，處理劑的性能直接影響涂料的性能。如利用硬脂酸、鈦酸酯與有機(jī)硅偶聯(lián)劑等處理的納米碳酸鈣應(yīng)用于環(huán)氧涂料、熱塑性丙烯酸涂料、苯丙乳膠涂料，涂料在加入納米碳酸鈣后性能多呈下降趨勢,而有些研發(fā)人員用自己合成的多官能團(tuán)聚合物處理納米碳酸鈣后，能明顯改善涂層的力學(xué)強(qiáng)度、耐水性等。這說明不同的處理劑雖然能達(dá)到促進(jìn)納米碳酸鈣分散的目的，但由于與基料的相互作用原理不同,進(jìn)而對性能的影響不同,而小分子的表面處理劑具有遷移性,使之不利于涂料性能的改善。
（2）強(qiáng)化納米CaCO3在涂料中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究
納米材料與成膜物、其他原材料的相互作用形式、納米碳酸鈣在涂層中的分布狀態(tài)等對涂層的性能有重要影響，必須了解納米碳酸鈣在不同體系中的相互作用,研究這些相互作用，可以借助于一些現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法， 如探針、電鏡、紅外等。了解納米碳酸鈣如何改變涂層的微觀結(jié)構(gòu),將有助于納米碳酸鈣-復(fù)合涂料的配方設(shè)計(jì)。
除了納米碳酸鈣，重質(zhì)碳酸鈣在涂料中應(yīng)用同樣廣泛，而且用量更大。若生產(chǎn)不同涂料，輕鈣、重鈣、納米鈣要怎么選？重鈣在涂料中應(yīng)用要如何改性？哪種重鈣在涂料中能起到補(bǔ)強(qiáng)效果，又能否代替納米鈣使用？
3月16~17日，第二屆全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會將在河南·南陽舉行，屆時上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院智能涂層材料聯(lián)合研究所副所長、迷涂新材料技術(shù)（上海）有限公司總經(jīng)理周建龍博士將在大會上做“碳酸鈣在涂料中的應(yīng)用痛點(diǎn)問題與對策”主題報(bào)告，與參會者一起交流碳酸鈣生產(chǎn)、改性、應(yīng)用技術(shù)，一起為涂料行業(yè)降本增效奉獻(xiàn)智慧與力量。
專家介紹
北京科技大學(xué)腐蝕與防護(hù)專業(yè)博士，迷涂新材料技術(shù)(上海)有限公司總經(jīng)理，現(xiàn)任中國涂料工業(yè)協(xié)會專家委員會委員，曾任中國涂料工業(yè)協(xié)會外企分會副秘書長等職務(wù)。
長期開展材料的腐蝕與涂層防護(hù)研究工作，組織涂料創(chuàng)新與發(fā)展論壇會議3場；發(fā)表文章40余篇，參與10多項(xiàng)涂料標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，有專利4項(xiàng)；榮獲“中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會科技進(jìn)步一等獎”1項(xiàng)，榮獲“中國涂料行業(yè)十大優(yōu)秀技術(shù)人才”和“水性十年突出貢獻(xiàn)個人”等榮譽(yù)稱號。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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