粉末塗料是一種新型的不含溶劑100%固體粉末狀塗料。具(jù)有無溶劑、無汙染、可回收、環保、節省能源和資(zī)源、減輕勞動強度和塗膜機(jī)械強度高等特(tè)點。
隨著(zhe)人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強,粉末塗料備受關注。作為(wéi)粉末塗料的重要組成部分,填料(liào)的性質也開始引起了人們的重視。
一般來說填料應該具備以下性(xìng)質:
(1) 不溶於水和有機溶劑,有很好的(de)分散性(xìng),無色或白色,不含各種雜質的超細粉粒;(2) 耐酸、耐堿、耐候(hòu)性好;(3) 成本低,但不降低塗膜各項性能。
碳酸鈣是塗料中應用最廣泛(fàn)的體質顏料,具有價廉易得,產品化學性質(zhì)穩定等(děng)一係列優點。隨著歐盟(méng)將硫酸鋇(bèi)歸入重金屬檢測範疇,出口粉末塗料中硫酸鋇的使用將會受到極大地限製。
而重(chóng)質碳酸鈣經過超細化後具有的一定功能性,因此成為替代粉末塗料中硫酸鋇的不二選擇。
本文選取不同原礦所生產的同類重質碳酸鈣產(chǎn)品通過在聚酯粉末塗料中應用情(qíng)況進行比較,詳細研究了重(chóng)質碳酸鈣(gài)原礦(kuàng)礦種對聚酯粉末塗料塗膜的光澤度、白度、對比率、鉛筆硬度、附著力等性質的(de)影響。
1 實驗部分
1.1 實驗原料
聚酯樹脂、TGIC、鈦白粉(fěn)、重鈣、填料、流平劑、光(guāng)亮劑、安息香。
1.2 主要儀(yí)器及設備
掃描(miáo)電鏡;粒度分析(xī)儀;反射率測定儀;光澤(zé)度儀;塗(tú)膜鉛筆劃痕硬度儀;白度儀;漆膜劃格儀。
1.3 實驗配方
實驗基礎配方(fāng),見表1。
1.4 實(shí)驗工藝
高混10min——熔融擠出(一區(qū)溫(wēn)度100℃,二(èr)區溫度135℃, 熔體溫度125℃)——行星磨粉碎15min——靜電噴塗——200℃下30min 烘烤。
1.5 性能測試
吸油值按GB/T5211.15—1988進行;光澤按GB/T9754—2007進行;白度按GB/T1729—1979進行;對比率按GB/T1726—1979進行;鉛筆硬度按GB/T6379—2006進行;附著力按GB/T9286—1998進行。
2 結果與分析
2.1 填料的物理性能
按HG/T3249.2—2008標準(zhǔn)測試(shì)了來自於不同原礦的7種重(chóng)質(zhì)碳酸鈣的基本(běn)物理性能指標,測試結果(guǒ)見表2。
由表2可以看出,填料的吸油量隨著粉體細度(dù)的增加而逐(zhú)漸增加。同時,原礦的品種對吸油量(liàng)有一(yī)定的影響:同(tóng)為800目的產品,白(bái)雲石產品的吸油量明顯低於(yú)大方解石和小方解石。
粉體的白度與填料的細度和原礦(kuàng)的(de)種類(lèi)有(yǒu)一定關係,一般情況下,原礦相同的情(qíng)況下,填料的白度隨著細度(dù)的(de)增加呈現一定(dìng)程度(dù)的提升。
表中3000目和6000目(mù)的白度較低(dī)的原因(yīn)可能是因為其為濕法產品,在烘幹時采用燒煤的熱蒸汽烘幹,對粉體的白度會有一定的程度的(de)降低,同規格大方解石和小方解石產品的白度明顯高於白(bái)雲石產(chǎn)品。
將(jiāng)上述7種填(tián)料按照表1中的配(pèi)方進行實驗,通過(guò)觀察產品的加工性能及測定漆膜的光澤、白度、對比率、鉛(qiān)筆硬度、附著力等指標進行比較,以此判定不(bú)同重質碳酸鈣在其中的應用效果,具體結果如下(xià):
從生產過程來(lái)看, 在(zài)其(qí)他參數不變的情況下,同(tóng)為800目的白雲石的下料速度比大方解(jiě)石和小方解石的速(sù)度快,主要是由於方解石本身比較蓬鬆,假(jiǎ)比重小,不利於下料。
因此,從加工性來看(kàn),白雲石(shí)係列優於大(dà)、小方解石係列。最終製得的聚酯粉末塗料的漆膜(mó)各項(xiàng)性能指標見表(biǎo)3。
由表(biǎo)3可(kě)以看出,重質碳酸鈣原礦的種類和細度對漆膜硬度和附(fù)著力沒有影響,漆膜硬度(dù)都為2H,附(fù)著(zhe)力評級都是(shì)0級。
2.2 填料對漆膜性能的影響
2.2.1 白雲石細度對漆膜白度的影響
白雲石原礦生產的(de)不同細度重質碳酸鈣(gài)與漆(qī)膜白度的關係如圖1所(suǒ)示。
由圖1可以看出,在原礦相同的情(qíng)況下,漆膜的白度與填料本身的白度呈現很好的(de)正(zhèng)相關性,而與填料的細度無直接關係。
2.2.2 白雲石細度對漆膜對比率的影響
不同目數的白雲石對漆膜對比率的影響如圖2所示。
由圖2可以看出,在原礦相同的情況下,漆膜的對比率隨著碳酸鈣細度的增加整體(tǐ)上呈現一種先(xiān)上升後下降的趨勢(shì),在1250~1500目(mù)區間(jiān)達到最佳(jiā)遮蓋效果。
2.2.3 白(bái)雲石細度對(duì)漆膜(mó)光澤的(de)影響
不同目(mù)數白雲石對漆膜光澤的影響如圖3所示。
圖3可以看出,原礦相同的情況下,碳酸鈣的細度對於漆膜的光澤起正麵作用,在一(yī)定程度上,填料越細,漆膜的(de)光(guāng)澤(zé)越高(gāo)。
2.2.4 礦種對漆膜白度(dù)的影響
不同原礦重質碳酸鈣對漆膜白度的影響如圖4所示。
由表2可以看出,大方解和小方解的白度明顯(xiǎn)高於白雲石,但是圖4顯示,白雲石的漆膜白度卻是三者中最高,且同為(wéi)方解石產品,小方(fāng)解石白度比大方解石高1.2°,而漆膜白度卻比其低了近3°。
這說明,當原礦不同時,漆膜的白度與填料的白度無直接關係,或者(zhě)說不能從填料的白度直接預測漆膜(mó)的白度。
2.2.5 礦種對漆膜對比率(lǜ)的影響
不同原礦重質碳酸鈣對漆膜對比(bǐ)率的影響,如圖5所示。
由圖5可以看出,在細度相同的情(qíng)況下,在三(sān)種不同原礦的碳酸鈣品種中,白雲石的對(duì)比率最好,其次是大方解石,小方解石的對比(bǐ)率最差。
2.2.6 礦種對漆膜光澤度的影響
不同原礦重質碳酸鈣對(duì)漆膜光澤度的影響如圖6所示。
由圖6可以看出,細度相同的情況下(xià),不(bú)同原礦重質碳酸鈣對漆膜的光(guāng)澤度有較大影響。
其中白雲石(shí)產品光澤度最好,大方解(jiě)石(shí)和小(xiǎo)方解石(shí)光澤度相當,這可能是因為(wéi)方解石(shí)的吸油量較白(bái)雲石高的原因造成。
3 結(jié)語
綜(zōng)合上述實驗結果可以得出(chū),以白雲石為原礦生產的(de)重質碳酸(suān)鈣(gài), 將其應用於聚酯粉(fěn)末塗料中時,加工流動較好,漆膜光澤、對比率、漆膜白度等性能(néng)均顯著優於同規格的小方解石和大方解石產品。
且隨著其(qí)細度的增加,漆(qī)膜(mó)的光澤呈現一定程度上升;隨著(zhe)白度的增(zēng)加, 最終漆膜的白度也呈現一定程度的上升;此外,不同(tóng)種類的碳(tàn)酸鈣對於聚酯粉末塗料的鉛(qiān)筆硬度和(hé)附著力沒有直接的影響。
因此在聚酯粉末塗(tú)料中針對(duì)於碳酸鈣填料,應當優先選擇以白雲石為原礦的重質碳酸鈣。