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。

体质颜料种类及特性
体质颜料又称惰性颜料、填料,是光折射率与基料非常接近的微米或纳米级无机粉体材料,不溶于成膜物和溶剂。体质颜料包括许多化合物,可从自然界获得、直接制造或作为副产品获得,其中很多体质颜料需要专门的生产。从本世纪起,体质颜料逐渐变成重要的一类化工材料。可应用于粉末涂料的颜料种类很多,市场上对颜料命名没有统一标准,叫法不一比较混乱。如何对体质颜料进行划分至关重要,统观就用于粉末涂料的颜料大体上可以从以下几个方面进行划分。

甚至直接或过多地填充往往导致材料的某些力学性能下降以及易脆化等。因此,除了粒度和粒度分布的要求之外,还必须对无机粉体体质颜料表面进行改性,以改善其表面的物理化学特性,增强其与基质的相容性或分散性,以提高材料的机械强度及综合性能,进一步改善其性能并拓宽其应用领域。经表面处理或改性的体质颜料称为活性体质颜料,未经表面处理或改性的称为普通体质颜料。

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。
硅化合物。包括粘土、硅土、白炭黑等。石英粉属硅土类,是天然的二氧化硅,质地坚硬耐磨性强,缺点是不易分散,容易沉淀。硅藻土比石英粉软而细,化学性质稳定。硅类体质颜料由于孔隙率较高、吸油量较大,常用来做消光作用填料使用,特别是沉淀白炭黑在溶剂型涂料充当消光剂使用。硅类体质颜料硬度高,可以作用粉末涂料的增硬填充剂。另外,硅类体质颜料具有极高的耐高温性能,又在高温下与铝粉颜料发生化学反应,故常用作耐高温的功能性填充料。而气相白炭黑,具有特殊的晶体结构,常用作粉末涂料后加的流化剂。
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。


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