如果能够遵循相关标准和规范,使用方法得以合理化,并尽量避免不良现象和隐患,我们就能够大大提高生产质量。
粉末涂料从上世纪中期开始发展到现在,无论是粉末涂料原料、粉末涂料本身、还是涂装工艺技术与设备均得到了深入长远的发展。颜料(特别是体质颜料)作为粉末涂料配方第二大主原料,被粉末技术工作者广泛接受和采用。然而,由于粉末涂料技术工作者或企业只把体质颜料充当填料使用,严重缺乏对体质颜料种类及应用性能的全面研究,往往存在许多应用的误区或盲区。
1、从生成方式或制造工艺划分
体质颜料包括许多种类,从生成方式划可分为天然的与化学合成两大类(见图1)。天然体质颜料又叫重质体质颜料,是采用机械方法(用雷蒙磨或其它高压磨)直接将天然的矿物进行微粉化,再分级得到的产品。如普通高光碳酸钙钙(或超细碳酸钙)、消光碳酸钙,普通高光硫酸钡(或超细细硫酸钡)、消光硫酸钡,滑石粉、绢云母等均为重质体质颜料。
钙化合物。主要是天然与人造碳酸钙,化学成分是CaCO3。天然品为重质碳酸钙,又称大白粉、石粉、白垩等,均系石灰石粉末。其制品质地粗糙,密度大易沉淀。人工合成产品称为沉淀碳酸钙,也称轻质碳酸钙。其质地纯、粒度小、体质轻。碳酸钙吸油量高,特是化学合成的氢质碳酸钙粒形不规则、孔隙率高,不利于在粉末涂料基料中进行分散,因此对于特殊无法采用沉淀硫酸钡的高光粉末涂料产品建议采用活性碳酸钙,普通高光或低光产品采用与天然硫酸钡搭配方式使用。普通天然超细高光钙可用于标准光泽粉末涂料产品,普通消光钙(粒度较粗)和轻钙可用于低光泽产品或砂纹、锤纹产品。碳酸钙存在微量碱性不宜与不耐碱颜料铬黄、铁蓝等合用。在对于羟基聚酯/氨基树脂皱纹(四甲氧甲基甘脲,商品名为PowderLink 1174)产品体系中,由于配方中采用了胺封闭磺酸催化剂(如AC32-18A、本网推荐的WL系列胺封闭磺酸催剂等),碳酸钙的碱性会大大降低磺酸催化剂的活性甚至失效,故无法得到皱纹效果。但是在环氧类粉末涂料消光产品(化学消光)中,碳酸钙的碱性却有助于产品降低。
铝化合物。常见者为高岭土和云母粉,以及氧化铝和氢氧化铝。高水合硅酸铝,耐稀酸,具有消光作用。云母(分子式:K2O?2AI2O3?6SiO2?2H2O)系天然大片云母层叠体经研磨而成。它具有弹性的鳞片状结构,在涂料中可起栅栏作用,能改进涂料的抗湿性性能;能增加涂膜的坚韧性,降低吸水性和渗透性,可防止龟裂,延迟粉化;增加涂膜的耐久性和耐候性,并可提高彩色颜料的光彩而不影响颜料。
氧化铝具有硬高的特性,粉末涂料配方采用部分氧化铝有助于增强涂膜硬度。另外,气相纳米氧化铝是综合性能最优异的气雾分散剂,有助于改善粉末涂料流动性。氢氧化铝属于功能性材料,通常用作阻燃剂,具有阻燃、无毒消烟作用。特别是氢氧化铝微偏碱性,用于纯环氧化学消光体系有助于光泽降低。若氢氧化铝与超细天然碳酸钙搭配用于纯环氧化学消光体系,那么得到的粉末涂料产品光泽在 2%以下,属于极无光产品,且光泽几乎不受烘烤条件影响,在"冷炉"中几乎不会升高。
镁化合物。常用的有滑石粉,其次是沉淀碳酸镁等。滑石粉的化学组成是3MgO?4SiO2?H2O,是天然存在的层状或纤维状无机矿物。密度2.65g/cm3,吸油量20%~40%。能提高涂膜的柔韧性、硬度及黏度等,降低透水性。粒度为1250目的滑石粉在粉末涂料中主要用作砂纹产品的砂纹剂(主要成分是高熔点蜡)的辅助性填充剂(常被简称砂纹助剂)。
从体质颜料粒形及晶体结构上划分
体质颜料颗粒形状。体质颜料供应的粒子大小范围从0.01到44μm有不同的形状,包括球状、纤维状(或针状)和片状等,不同形状的体质颜料在各种聚合物中表现出不同的作用效果。粒子形状影响颜料的堆积、涂膜的柔软性、开裂弥补等,粒子尺寸和粒子尺寸分布影响遮盖力、粘度、涂膜孔隙率、基料和表面活性剂的需求量、光泽、细度等。体质颜料是否与基料起反应关系到盐水喷雾,起泡,抗腐蚀和开裂。一般来说,纤维状、薄片状的体质颜料有助于提高制品的机械强度,但不利于成型加工。反之,球状体质颜料可以改善制品的成型加工性能,但却可能使机械强度下降。体质颜料是通过磨碎矿石或分裂石头的形状,或通过化学沉淀并根据需要再精制和尺寸分级过程来制造。它们的尺寸分离是采用湿法或干法过筛、浮选、离心分离等手段。原料的来源及处理过程将影响颜料的性能。
体质颜料晶体结构。体质颜料具有晶质与非晶质两类,晶体结构也将影响体质颜料的性能。在众多体质颜料中,具有层状结构的粘土矿物只有高岭土、滑石、膨润土、云母四大类。其结构由两种基本结构层构成:硅氧四面体层和铝氧八面体层或铁氧八面体层(见图4和图粘土矿物的结构单位层有两种类型:蒙脱石(膨润土)型:属三层型的结构单位层(2:1型),由两层四面体夹一层八面体组成,伊利石和绿泥石也属三层型。高岭石型:属双层型的结构单位层(1:1型),由
一个八面体层连接一个四面体层组成。层状结构体质颜料不具备非层状体质颜料具有的高硬度性能,但具润滑性、阻隔作用,用于涂料产品中使涂层具有非常好的爽滑感,可以阻挡
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