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| 新型超细填料及助剂在水性涂料中的应用 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-05-15 10:20:22 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/班建伟）超细填料应用在涂料中时应先解决对比率的问题，对比率大小与颜料的种类、在涂料中的颜料体积浓度、颜料的粒度及粒度分布和粒子间的间距有关。科学合理的使用超细填料，可、以达到减少 使用钛白粉的目的。通过与其他助剂组合使用，超细填料可以在水性涂料中发挥其卓越性能，使水性涂料的各项指标最优。
1. 实验部分
1.1 水性涂料的合成（表1）
表1 水性涂料的组成（kg）
1.2 工艺流程
将水、分散剂、消泡剂和润湿剂按配方要求依次混合，搅拌均匀之后加入颜料和超细填料，待混合均匀后，高速分散至细度小于60μm，过滤，出料；加入胶粉及乳液、成膜助剂，低速搅拌，搅拌均匀后用增稠剂调到适当粘度即可。
1.3 性能指标
只用钛白粉的水性涂料与超细填料与钛白粉混用的水性涂料性能对比见表2。
表2 水性涂料的性能对比
由表2可知，新型超细填料使用的减少了钛白粉的用量，而涂料的对比率相应的提高了。涂料其他方面的性能也相应得到了改善。
1.4 有毒有害指标的检验
表3 水性涂料的环保检测结果
2. 结果与讨论
2.1 颜料体积浓度与对比率的关系
图1 PVC和对比率的关系
颜料的对比率一般随着PVC的提高而成正比例地上升，实际上，达到某一PVC时，再提高PVC反而使对比率会降低。这是由于两个粒子间距离在PVC在30%左右时达到峰值，超过40%时，两个粒子间距离随PVC增加增大，对比率也降低。但加入超细填料会改变这种情况，因为钛白粉的颗粒之间被添加超细填料隔开，两个钛白粉粒子之间的距离增大幅度很小。因而对比率不会降低。这是科学使用钛白粉的途径，也是超细功能填料应用的原理。
2.2 粒径、PVC、对比率的关系
PVC对对比率有影响，但在相同的PVC下颜料的粒度和粒度的分布不同，对比率也不同。
图2 粒径、PVC、散射系数的关系
美国的PONT公司的R·J·Buehtman等用3种不同的粒径的钛白粉进行试验，得出粒径-PVC-散射系数之间的关系。
从图2中看出，以15%PVC为界，PVC在15%以下粒子径小的钛白粉散射系数高；PVC在15%以上粒子径大的钛白粉散射系数高。说明最高散射系数的PVC是随钛白粉的平均粒径的大小而变化。要想充分发挥钛白粉的作用，必须科学、合理的使用粒径及粒径分布合适超细填料作为功能性填充剂，减少钛白粉的用量。超细填料能沉积在钛白粉的微粒表面，使其在连接料中均匀地分散，并防止他再絮凝成团粒。
2.3 胶粉的使用
分散的胶粉颗粒是水溶性的，在混合物料时，可在分散的胶粉颗粒遇水变为乳液，与通常添加的乳液形成均匀的体系。在干燥过程中，胶粉颗粒在其中形成聚合物体结构。生产出的水性涂料，具有优异的粘结强度，良好的双向亲和性，很好的耐水性，良好的透气性，较好的耐碱性，良好的施工性能和贮存稳定性。
2.4 其它助剂对质量的影响
使用纳米CaCO3，使其在涂料中有较好的分散性，改善普通CaCO3与聚合物的配伍性能。不易使粒子发生二次团聚，使粒子粒径变大，最终获得使用纳米CaCO3所具备的功能。
随着涂料技术的发展，作为涂料中主要组分的助剂也取得很大的发展。涂料助剂对环境的影响也逐渐受到人们的重视。消泡剂、润湿剂、分散剂、醇酯12均为环保型助剂，生物毒性较小，产品对环境的影响很小。
3. 结论
（1）科学合理的使用超细填料，以达到减少使用钛白粉的目的。
（2）助剂组合使用，在水性涂料中发挥其功能，使水性涂料的各项指标最优。
（3）环保型助剂的使用，减少对环境的污染与破坏。
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