(3)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。
从粒径上划分
体质颜料通常是无机粉体材料,粉体材料的颗粒大小分布可以很广,可以从纳米到毫米,因此在描述材料粒度大小时,可以把颗粒按大小分为纳米颗粒、微米颗粒(超微颗粒、微粒、细粒)、粗粒、粗状物等等种类(图3)。纳米材料的颗粒颗粒大小一般在0.1nm~100nm尺寸范围,微米颗粒大小一般在0.1μm~100μm的尺寸范围内,100μm~1mm 为粗粒材料,大于1mm即为粒状物材料。
用于粉末涂料的体质颜料,其粉体粒粒通常在0.1~20μm之间,在粉末涂料中主要起着填充补强作用,所以通常被称为填充料。然而随体质颜料平均粒度的不同,其物理性能也会随之改变,如对光的折射散射力、吸油量等。通常,粉粒径越小,折光指数越低。如着色颜料级金红石型钛白粉折光指数(折射率)为2.76,聚合物的折射率约1.48,体质颜料的折射率为1.4~1.7,相比而言着色级白色颜料二氧化钛的白折射率与聚合物基料相差较大,因此在粉末涂料产品中作为白色颜料使用。
粒径介于0.1~100nm的粉体材料,即小于0.1μm的体质颜料已归属于纳米材料。纳米材料(Nano Material)是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(0.1-100nm)或由他们作为基本单元构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料的总称。纳米材料是指由纳米颗粒(nanoparticle)组成,纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料。特征维度尺寸在纳米量级(1~100nm)的固态材料,具有尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大等四大特点。纳米材料是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料,即处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。
从体质颜料粒形及晶体结构上划分
(1)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。
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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