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颜料和填料的结构和物理性能对涂料性能的影响

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-15 1:49:19 * 浏览: 155
现代涂料工业的发展正朝着功能化,高装饰性,环保和低成本的方向发展。为了在这些领域中的每一个领域都取得成就和取得突破,颜料和填料性能的改善和发展至关重要。 。颜料工业的发展既包括对传统颜料和填料合成技术的改进和性能,也包括新型有机或无机颜料和填料的诞生和应用。正是由于颜料和填料加工,合成和应用技术的进步,在过去十年中推动了涂料技术的一次又一次跨越。但是,无论是有机颜料还是无机颜料和填料,它们在涂料中的作用都围绕着新功能的诞生和各种迷人视觉效果的出现。但是,有许多因素限制了涂膜中颜料和填料的稳定性。根据我多年来在颜料和涂料研究过程中获得的一些经验和教训,本文将影响颜料和填料在涂料中的性能。从这些因素出发,本文阐述了颜料和填料的生产和应用过程中应注意的一些问题,希望可以为颜料和填料的生产厂家提供参考。 1色填料的颗粒形状一般来说,针状颗粒比球形颗粒具有更强的增韧效果。但是,针状颗粒的消光效果远大于球形颗粒的消光效果。同时,针状颗粒的分散性相对困难。为了维持针状纤维的增强功能,由于剪切力,将不允许强力剪切加工。针状颗粒越大,其破裂的可能性越大,这将导致增强作用降低。在涂料中使用片状颜料和填料可以显着提高涂料的致密性。多孔颗粒通常比固体颗粒具有更好的增强攻能,但消光效果也更加明显。这可能与吸附成膜树脂之后颗粒外表面上的残留层的厚度有关。相同的基材是多孔的。由于树脂在颗粒表面上的吸附,膜的厚度减小。软质颜料和填料通常比硬质颜料和填料具有较低的光泽度,因为树脂易于扩散和渗透。颜料和填料的颗粒形状反映在吸油值上,即大直径的针状颗粒,柔软的颜料和多孔粉末的吸油值大且难以分散,而球形和坚硬的颜料填料的吸油性相对较高。低,高分散效率。从涂膜增强的角度来看,包含硬粉和高比表面粉末的涂料具有更好的耐磨性。带有两种颜料的酸性和碱性涂料的树脂大多数是酸性的,而碱性树脂则较少(水性树脂除外)。因此,颜料和填料的酸碱度直接影响成膜后涂料的加工,储存稳定性,甚至物理和化学性能。但是,在与酸性树脂反应后,碱性颜料和填料对涂膜的光泽有一些影响。由于酸碱反应,涂层的粘度通常显示出明显的增加。由于在酸性更高的树脂体系中粘度的过度增加,某些颜料和填料的应用受到限制,例如ZnO,锌黄等。但是,这些酸碱反应后的涂膜性能也发生了显着变化,其中大部分反映在韧性,耐溶剂性,甚至光和热稳定性上。但是,碱性颜料和填料的存在有利于防止金属如钢的腐蚀。颜料和填料的酸度和碱度不仅与颜料或填料的结构有关,而且与粉末中残留的水溶性盐有关。亲水性水溶性盐不仅存在这些颜料和填充剂很难分散在涂料中,但糊状物看起来很伪。这也导致涂层的耐水性和耐化学性降低,因此在颜料和填料的后处理阶段中水溶性盐的含量应尽可能低。 3颜料填料的含水量通常,具有极性化学键结构的颜料填料很容易吸附空气中的水,尤其是在空气湿度较高时。像炭黑一样,​​在高湿度下,水含量甚至可以高达约20%。颜料和填料中水的存在对其分散稳定性有很大影响。我们经常发现,每当空气潮湿时,容易分散的颜料和填料就难以在涂层中达到细度。即使细度达到研磨后的要求,也经常会在一段时间后恢复粗大,甚至在油漆调整阶段添加溶剂和树脂时就已经出现粗化现象。这种现象的根本原因是,太多的水被吸附在颜料和填料的表面上,这不仅阻碍了颜料或填料表面的扩散和吸附过程,还阻碍了树脂和颜料和填料之间的相互作用。它们之间被大大削弱了。此时,涂料制造商采用添加分散剂或补充极性溶剂的方法。然而,补充极性溶剂对于水敏涂料如聚氨酯是禁忌的。增加也意味着涂料生产成本上升。这些措施在油漆生产过程中有局限性。因此,有必要减少颜料和填料表面上的水含量。最后,考虑到颜料和填料的表面改性,粉末包装等,经疏水处理的颜料和填料的表面对水的吸收较弱,而紧凑的粉末包装也可以改变吸水量。四种颜料填料的表面处理是众所周知的。通常,颜料填料的表面极性高,并且成膜聚合物的分子极性低。因此,为了防止颜料和填料在水上的吸附并促进颜料和填料在聚合物上的吸附,为了提高涂膜的强度,在许多情况下需要对颜料和填料进行改性。但是,改性方法不同,改性剂的结构也不同,这将直接影响成膜后涂层的性能参数值。容易解决颜料和填料的分散性,只要它是亲脂的,就可以很好地分散在有机涂料中。用无机颜料和填料涂覆无机氧化物可以改善耐候性,耐酸碱性,耐温性和其他性能。这些中的一种或多种,​​但是这些处理对颜料和填料的分散性几乎没有影响。对于有机涂料,涂料中颜料和填料的细度比无机填料要严格得多。这就要求不仅需要控制颜料或填料的原始粒度,而且还需要亲脂性处理以防止由于吸水而引起的颗粒团聚。颜料和填料的表面处理,大多数一般文献中都描述了小分子表面活性剂和偶联剂,例如钛酸酯,硅酮,铝酸盐以及无机硅,铝,锆,钛等的涂层,改性剂的量从约0.1%到20%。许多颜料和填料在被无机涂覆的同时也被涂覆有无机涂层。无机材料的涂层在一定程度上提高了材料的耐候性,耐温性和耐化学性,有机处理的结果也相对复杂。作者从事颜料和填料的表面处理已有多年经验,发现虽然不考虑颜料和填料对涂料综合性能的影响,但一般有机表面活性剂的表面涂层和吸附可以改善粉末。在一定程度上适用于有机涂料。分散。但是,将粉末涂在涂料上的一个重要目的是改善某些成膜后涂层的性能。仅在涂料加工中仅改善分散性是不够的。我们发现,使用脂肪酸,常见的钛酸酯,铝酸酯,有机硅氧烷偶联剂以及各种离子和非离子表面活性剂可以显着改善nm-CaCO3的表面处理。 nm-CaCO3在涂层加工过程中的分散性。然而,这些表面处理剂的存在通常有害于涂膜的机械性能,耐水性,耐化学性甚至耐光性。作者认为,表面处理剂本身对光,热,化学等的抵抗力可能存在两个方面,表面处理剂,粉末材料和薄膜之间存在弱力。形成材料,导致活性剂的引入往往会降低某些性能。在研究中,我们还发现,与小分子处理剂相比,经聚合物处理的具有部分反应性基团的颜料和填料在储存稳定性和改善的性能(例如耐水性,机械性能等)方面具有明显的优势。这可能是由于高分子加工剂本身的位阻和机械强度。 5光学性能颜料和填料的光学性能包括mdash,mdash,着色力,脱色力(白色颜料),干覆盖和均等的外观颜色。遮盖力,着色力或脱色力对应于粉末的粒度。至于遮盖力,当颗粒的直径大于光波长的一半时,随着粒径的减小,颜料和填料的遮盖力,包括混合的遮盖力,都会随着粒径的增加而提高。粒子小于光波长的一半,粒子越薄,遮盖力越低。就颜料的着色力或脱色力而言,颜色本身来自颜料对光的吸收。尽管光的吸收强度与粒径之间存在一定的关系,但它主要取决于物质本身的组成和结构。当然,着色力或脱色力也与粉末颗粒的形状和粒度分布有关。有色颜料的外观和色调也与颗粒的粒径有关。随着粒度的减小,粉末将从红色,黄色变为蓝色和紫色。现代涂料对外观的要求越来越高。除了一些著名的颜色外,它们通常都追求新颖而华丽的颜色。因此,在颜料制备过程中,我们不应该轻易丢弃光谱范围内不同吸收带的颜料组合物。一些非常复杂的涂膜色调可能是您消除的样本。油漆的颜色非常随意,大多数都是根据某些人的感受来判断的。不同的文化背景使人们对颜色的感觉有所不同。因此,我们应该在保持传统颜料稳定性的同时努力改善颜料。在家庭的频谱系统中,颜料制造商在销售产品时应尽力将技术人员带到前台,以便他们了解市场的需求以及如何向客户介绍产品。实际上,我们合成的每种阴影在涂料市场中都有其地位。在合成过程中,某些颜料通常会伴有其他色阴影或颜料分子本身异构体的副产物。不同颜色的均匀混合减少了不良现象(例如金色)的出现。随着涂料工业的发展,对涂料中颜料和填料的要求越来越高。这就要求从事颜料研究的技术人员要有更广阔的视野和思维方向,否则我们的颜料产业可能永远只能在生存于外国品牌的阴影下,民族颜料产业的发展将受到威胁。