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气相法白炭黑在涂料中的应用

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宏道 发表于 2016-8-30 20:39:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
流变助剂
  流变性是涂料的重要性能,它直接影响到涂料的外观、施工性能及贮存稳定性等性能,而不同涂料体系对流变助剂的要求也有差异。对于油性体系而言,大部分流变助剂都是形成氢键而起作用,表面未处理的气相法白炭黑聚集体是含有多个羟基,一是孤立的、未受干扰的自由羟基;二是连生、彼此形成氢键的键合羟基。
  孤立羟基占气相法白炭黑表面基团的12~15%,氢键键合羟基占28~35%。氢键键合羟基在油性体系中极易形成均匀的三维网状结构,这种三维网状结构(氢键)受机械影响(剪切力)时会破坏,粘度下降,使涂料恢复良好的流动性;当剪切力消除后,三维结构(氢键)会自行恢复,粘度上升。在完全非极性液体中,粘度回复时间只需几分之一秒,在极性液体中,回复时间较长,取决于气相法白炭黑的浓度和其分散程度。这一特性赋予油性涂料非常好的贮存性能和施工性能,特别是厚浆型涂料(如船舶漆),既能保证涂料在一定的施工剪切力下有良好的流动性,又能保证涂膜的一次施工厚度。在施工过程中,由于涂层边缘的溶剂挥发较快,导致表面张力不均匀,容易使涂料向边缘移动,二氧化硅网络能够有效地阻止涂料的移动而形成厚边,同时还可防止涂料在固化过程中的流挂现象,使涂层均匀。与此同时,气相法白炭黑由于能形成氢键而提高体系的中低剪切粘度,从而起到增稠作用。因此,气相法白炭黑在油性体系当中的应用非常广泛。

不过在水性体系中,由于水分子也会与气相法白炭黑形成氢键,大大影响其作用,所以通常会对其表面进行封端处理,并引入氧化铝等改性,利用配位效应而起流变作用,以避开水的影响。但从目前应用的情况来看,都不是很理想,需要反复搭配实验,而且使用不当时还会导致体系有肝化的趋势。

防沉剂
  气相法白炭黑是一种理想的防沉剂,它形成的氢键结构非常均匀稳定,而且是三维网状结构。因此,对于防止涂料体系中颜料的沉淀非常有效。特别是对于色浆体系,适当的添加量将大大提高色浆的稳定性,而且能够减少润湿分散剂的量,以提高色浆的适用性并减少色浆对涂料体系的影响。气相法白炭黑的防沉作用对涂料存放非常有利,特别是某些颜料如金属粉和薄片,都极易沉淀及不能完全悬浮,使用气相法白炭黑可保证其分散不沉淀,明显改善涂料的开罐性能。以配方总量计,气相法白炭黑用量在0.4%至0.8%的范围内,但特殊情况下,比如富锌漆,需增加到2%。
助分散剂
  在粉末体系中,当干(低水分含量)粒子小于75μm,粒子之间的作用力导致粉体通常粘结团聚(特别是25μm尺寸以下的粒子),难以实现流态化,此时可以添加气相法白炭黑解决这个问题。气相法白炭黑的小粒径和高表面能,使其吸附在涂料粉体的表面,并在粉体表面形成一个表层,提高粉料的分散性。要提高助分散剂在粉体颗粒的粘结附着力,最好采用疏水型白炭黑,因为在小微米尺寸范围内,它们可以使粉体颗粒吸附力最大化,同时由于是疏水性产品,覆盖在粉体颗粒时可减少水份的吸附,这样可防止流动时结块。

在同一涂料系统中,加入气相法白炭黑可以明显缩短分散时间,提高生产效率。但值得注意的是,先将白炭黑分散完全效果更好。作为助分散剂的白炭黑添加量不宜太多,一般不超过1%,因为添加量过多会造成体系触变性能太强,导致分散时边缘剪切力不够而呈冻状,影响分散效率。特殊情况如富锌漆需要添加2%时,可以同时配搭其它流变助剂一起使用,并利用醇类溶剂调整气相法白炭黑的流变性能。
消光剂
  气相法白炭黑折光指数1.46 , 与成膜树脂的折光指数接近,对漆膜颜色没有影响。在成膜过程中迁移到漆膜表面,能使漆膜表面产生预期粗糙度,明显地降低其表面光泽,是一种良好的消光剂。消光效果主要取决于产品的三个性能:孔积率,粒径和表面处理。使用气相法白炭黑时要注意与漆膜厚度的匹配,在厚膜漆里采用颗粒非常细的气相法白炭黑,是不能产生适当的粗糙度的微细表面,反之如在薄膜漆里采用颗粒粗大气相法白炭黑,虽然其消光效果非常好,但是漆膜表面的粗糙度将不能为绝大多数用户接受。
抗耐磨剂
  气相法白炭黑采用甲基丙烯硅烷进行表面处理后,可以添加到聚氨酯涂料中,起到耐摩擦的作用。加入5%-15%的气相法白炭黑,耐摩擦性可提高10%至35%,同时涂料的流变性能和干膜的光学性能都不受负面影响。此时,添加量大的气相法白炭黑应该认为是活性填料,而不是助剂。
抗耐候剂
  气相法白炭黑具有一定的紫外光吸收、红外反射的特性,经分光光度计测试表面,添加了气相法白炭黑涂膜的UV屏蔽性得到提高,其中对UVA(320-400nm)屏蔽率达到88%;对UVB(290-320nm)屏蔽率达到85%;对UVC(200-290nm)屏蔽仍在70~80%。气相法二氧化硅使用量为3%时,涂膜的UV屏蔽性最好,人工加速气候老化和人工辐射暴露老化时间由原来的250小时(粉化1级、变色2级)提高到600小时(无粉化,漆膜无变色,色差值4.8)。
其它作用
  气相法白炭黑在涂料成膜时能够聚结成网状结构,可大大提高涂料涂层的强度及致密性,提高其耐洗刷性、抗划伤性,提高涂层与基材之间的结合强度。


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gysml 发表于 2016-8-31 08:20:57 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享、

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kak 发表于 2016-9-9 11:06:04 | 显示全部楼层
恩,这个是基础贴,可以学习,多谢分享

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jamotec 发表于 2016-10-27 10:55:15 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享,学习,学习

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朱伟民 发表于 2016-10-31 11:07:19 | 显示全部楼层
新安气相白炭黑,期待与您合作。微信/QQ 420326894

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硅胶新人 发表于 2016-11-11 13:48:06 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享,,,,,

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