中國粉體網(wǎng)訊 涂料在我們生活中隨處可見,它使我們的生活變得色彩斑斕,其中最常見的包括油漆、水溶性涂料、粉末涂料等。
1、涂料術語與科學分類
油漆:油漆是我國最早對涂料的稱謂,古代制備涂料以桐油和大漆為主,所以將涂料稱為油漆。
油基涂料:以天然植物油為主要原料的涂料,油經(jīng)過煉制或加有樹脂的涂料稱為油基涂料,或稱油基漆,因為它的性能較差,現(xiàn)在用量很少。
油性/水性涂料:指涂料中以有機溶劑為稀釋介質(zhì)(溶劑或分散介質(zhì)),而水性涂料則是以水為稀釋介質(zhì)的涂料。油性與水性之分,是對物質(zhì)表面張力的大致區(qū)分,與物質(zhì)的其他性質(zhì),如,揮發(fā)性、毒性完全沒有關系。
按照上述說法,現(xiàn)在的涂料,除水性涂料外,在一定意義上都可以稱之為油性涂料,包括油基涂料、高固體分涂料、輻射固化涂料,甚至包含粉末涂料和水性油漆。單純將油性涂料等同于溶劑型涂料是錯誤的。
2、涂料專用填料的特性
涂料用體質(zhì)顏料又稱為填料,包括許多化合物,主要是鋇、鈣、鎂或鋁的鹽類,硅或鋁的氧化物,或從前兩類物質(zhì)衍生的雙鹽類,在涂料中具有廣泛的用途。
這些填料有2種通性:折射率低(1.45~1.70),白色或近乎白色。在涂料工業(yè)中,填料主要起到2個方面的作用:一是起到骨架與填充作用,減少樹脂用量,降低生產(chǎn)成本;二是能夠改善涂料的施工性能,例如:提高涂料施工的流動與流平性,提高產(chǎn)品的貯存性,提高涂料的涂膜質(zhì)量,以及提高涂膜的硬度、機械強度、遮蓋力、耐候性、耐水性、耐溶劑性、抗彎曲性、抗劃痕性和抗龜裂性。
填料的物化性能包括:水分、莫氏硬度、化學穩(wěn)定性、礦物形態(tài)、熔點、密度和吸油量等。由于填料的物化性能存在差異,不僅影響涂料的涂膜質(zhì)量,也會影響涂料的功能與用途。
填料的物化性能
3、碳酸鈣水性涂料體系中的應用
(1)水性涂料概述
目前,我國環(huán)保型水性涂料已經(jīng)呈現(xiàn)出四足鼎立的局面———水性無機富鋅涂料、水性環(huán)氧涂料、水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料。水性涂料主要是乳液基料,配合各種功能助劑(分散劑、穩(wěn)定劑、成膜助劑等)、填料、顏料等組成,具有環(huán)保、耐候性優(yōu)良等特點,用量越來越大。
(2)水性涂料應用碳酸鈣
納米碳酸鈣因粒徑小、比表面大,具有微波吸收性、補強性、觸變性等特殊性能,廣泛應用在汽車底漆、塑料、橡膠、粘膠劑、涂料等領域。劉亞雄等將研究表明:納米碳酸鈣應用在水性涂料時,可以取代20%~30%的鈦白粉及100%的輕質(zhì)碳酸鈣,水性涂料的對比率、耐洗刷性、耐堿性、耐水性、老化性能等指標提高50%以上。
藺秀媛等利用CaCO3作為改性劑,通過對CaCO3含量、烘箱溫度和UV固化時間三個因素進行正交實驗,找到能改善水性UV固化涂料力學和光學性能的方法。實驗表明,CaCO3的含量的影響程度是最大的。在水性木器涂料中適量加入碳酸鈣,能夠使木器涂料的漆膜強度得到一定幅度的提高,使涂層變得不易損耗、更加耐磨。
4、碳酸鈣在粉末涂料體系中應用
(1)粉末涂料概述
粉末涂料大部分是由樹脂、固化劑、顏填料等部分組成,根據(jù)樹脂交聯(lián)的方式不同,可分為熱固性和熱塑性兩種涂料。當前,粉末涂料已從熱塑性粉末涂料轉(zhuǎn)移到涂層性能更優(yōu)的熱固性粉末涂料。
在功能方面由最初的防腐蝕保護作用向裝飾、保護和功能化并重的方向發(fā)展,越來越多的功能性粉末涂料品種也受到關注。比如,抗菌涂料、疏水涂料、耐高溫涂料、耐候性涂料、重防腐涂料等。粉末涂料在各工業(yè)領域和人們的日常生活中正發(fā)揮著越來越大的作用。
(2)粉末涂料應用碳酸鈣
除了透明粉末涂料之外,一般的粉末涂料都需要添加填料,填料是粉末涂料配方中重要的組成部分。在粉末涂料中,填料的作用是提高涂膜的硬度、剛性、耐劃傷性等物理性能,同時改進粉末涂料的松散性和提高玻璃化溫度等性能。另外,在滿足涂膜各種性能的情況下,還可以降低涂料成本。
對不同種類填料應用于粉末涂料中的性能研究時發(fā)現(xiàn),CaCO3可以作高光產(chǎn)品的填料,而且它的光澤度不輸于其他填料。另有研究指出,CaCO3填料用表面活性劑、偶聯(lián)劑等處理后,可改進填料在粉末涂料中的分散性,提高添加量,同時改進粉末涂料涂膜外觀。
用于粉末涂料中CaCO3的重要參數(shù)
伍林偉等研究了不同改性劑的同類重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品在環(huán)氧聚酯粉末涂料中對產(chǎn)品的加工性能、光澤度、硬度、附著力、沖擊強度等性能的影響。結(jié)果顯示,采用硬脂酸和偶聯(lián)劑改性的重質(zhì)碳酸鈣,其加工性、漆膜光澤度與普通碳酸鈣相比均有明顯提升,采用偶聯(lián)劑改性的碳酸鈣對漆膜的沖擊強度和附著力均有提升。
2025年4月10-11日,由中國粉體網(wǎng)主辦的第四屆全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會將在安徽·池州舉行,屆時迷涂新材料技術(上海)有限公司總經(jīng)理周建龍將在大會上作《碳酸鈣在涂料中的應用與發(fā)展》主題報告,闡述碳酸鈣在涂料中的配方設計原理,介紹碳酸鈣在涂料中生產(chǎn)工藝。分別降解了碳酸鈣在建筑涂料、粉末涂料、木器涂料、汽車涂料中的應用研究成果。
專家介紹
機械科學研究院武漢材料保護研究生材料學(腐蝕與防護)專業(yè)碩士,北京科技大學材料學(腐蝕與防護)專業(yè)博士。上海工程技術大學化學化工學院客座教授,碩士研究生導師,上海工程技術大學化學化工學院智能涂層材料聯(lián)合研究所副所長,某項目研究員。
現(xiàn)為迷涂新材料技術(上海)有限公司總經(jīng)理,兼任部分公司的高級技術/營銷顧問。為中國腐蝕與防護學會石油化工腐蝕與安全專業(yè)委員會委員、中國涂料工業(yè)協(xié)會專家委員、成都表面工程行業(yè)協(xié)會第七屆專家委員會專家組長、中國中小企業(yè)協(xié)會涂料涂裝分會專家委員、《中國涂料》編委,發(fā)表文章50余篇,參與10多項涂料標準的制定工作,專利6件。
參考來源:
伍林偉,改性碳酸鈣在環(huán)氧/聚酯粉末涂料中的應用研究
玉淵,填料的物化性能對涂料的影響
李翠紅,粉末涂料研究進展
劉亞雄,納米碳酸鈣粒徑及表面改性對其性能影響研究
謝俊青,等:超細粉末涂料流動性機理及提升研究
洪嘯吟,規(guī)范使用涂料術語
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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