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| 不同細度的滑石粉在外墻涂料中的應用效果對比研究 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2015-10-15 08:26:27 瀏覽次數： |
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滑石粉的主要成分是水合硅酸鎂，分子式為Mg3(Si4O10) (OH)2，無色透明或白色，但因含少量的雜質而呈現淺綠、淺黃甚至淺紅色；解離面上呈珍珠光澤，硬度為1，比重為2.7-2.8。滑石屬單斜晶系，晶體呈假六方或菱形的片狀，滑石具有潤滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高（加熱至900℃仍不分解）、化學性不活潑（對大多數化學試劑呈現惰性，與酸接觸不分解）、遮蓋力良好（折光率1.57，與碳酸鈣相當）、柔軟（硬度最低）、光澤好、吸附力強、親油疏水等優(yōu)良的物理化學特性。
我國開采和利用滑石粉的歷史悠久，早在原始社會我們的祖先就利用滑石粉進行雕刻。而滑石粉真正在涂料中應用時在19世紀末期，早期的尤其是一些天然油基漆或生漆，光澤不高，耐久性不太好，在油漆中很少使用除著色劑以外的體質顏料。直至20世紀初，隨著一些人工合成樹脂的問世，其涂膜的光澤、豐滿度、附著力耐久性大大提高。油漆中除了添加能提供遮蓋力的顏料外，還使用了滑石粉、重鈣等之類的體質顏料。這些體質顏料不僅能消除多余的光澤，而且能夠降低成本、提高涂膜的填充性和其他一些物理機械性能。
為達到降低成本而又能保持期末的基本性能的目的，研究滑石粉在外墻涂料配方中的應用效果非常重要，本文選取海城新光源粉體有限公司的不同細度的各型號滑石粉，將其制備成外墻乳膠漆基礎配方，測試了其漆膜的對比率；同時將其添加到納米復合外墻涂料中，測試了漆膜對比率、白度、粘度等指標。為外墻涂料應用中選擇不同細度的滑石粉提供了數據支持。
1 試驗部分
1.1 儀器設備與原材料
高速分散攪拌機（順德華能化工有限公司，U400/80-200）；刮板細度計（天津市中環(huán)試驗儀器廠，0-100um）；反射率測定儀（上海普申化工機械有限公司，JFB-1）；100µm涂布器（上?，F代環(huán)境工程技術有限公司）；QND-4C粘度計（天津永利達材料試驗機有限公司）；丙二醇（國藥化學試劑廠）；分散劑Orotan1124（羅門哈斯）；潤濕劑CF-10（DOW）；消泡劑334（海川化工）；防腐劑（廣州冠志化工）；羥乙基纖維素（韓國三星）；成膜助劑Texanol酯醇（伊斯曼化工；苯丙乳液BLJ-818（保立佳）；醇丙乳液BLJ-965（保立佳）；AMP-95（廣州冠志化工）；增稠劑（海川化工）；水；重鈣（江西永豐光源化工）；滑石粉（海城新光源）；硅灰石（江西永豐光源化工）；鈦白粉（江西添光化工）；云母粉（滁州萬橋）；煅燒高嶺土（河曲正陽）；
1.2 基礎配方
表1 外墻乳膠漆試驗用基礎配方
| 序號 |
組分 |
質量分數/% |
序號 |
組分 |
質量分數/% |
| 1 |
水 |
22.60 |
8 |
消泡劑 |
0.20 |
| 2 |
羥乙基纖維素 |
0.3 |
9 |
CC-800 |
27.00 |
| 3 |
AMP-95 |
0.10 |
10 |
滑石粉 |
20.00 |
| 4 |
丙二醇 |
2.00 |
11 |
醇丙乳液 |
24.00 |
| 5 |
潤濕劑 |
0.20 |
12 |
成膜助劑 |
2.00 |
| 6 |
分散劑 |
0.50 |
13 |
消泡劑 |
0.2 |
| 7 |
防腐劑 |
0.10 |
14 |
增稠劑/水 |
適量 |
1.3 制備方法
表1中，將基礎配方中組分1至組分8依次加入，轉速600rmp以上，攪拌10-20min后邊攪拌邊添加組分9至組分10，再在1600-1700rmp轉速下高速分散至細度40µm，加入組分11至組分13，控制轉速600rmp以下，充分攪拌10-20min，用組分14調節(jié)粘度。
1.4 測試方法
遮蓋力測試：將所制備的涂料進行狀態(tài)調節(jié)，放置一晝夜后用100µm線棒涂布器在黑白卡紙上制膜，按GB/T 9757-2009《合成樹脂乳液外墻涂料》要求測定對比率，放置24h后分別測黑白卡紙上各5個點的反射率值，分別計算黑白卡紙上的平均反射率RB、RW，兩者之間的比列就是其對比率RB/W
2 結果與討論
表2 不同規(guī)格的滑石粉指標
| 規(guī)格 |
白度 |
吸油量mL/100g |
D50
（µm） |
D97
（µm） |
≤2µm
（%） |
| HS-218 |
92.6 |
34 |
6.33 |
12.01 |
3.67 |
| HS-318 |
93.4 |
36 |
5.79 |
10.36 |
3.56 |
| HS-538 |
94.0 |
38 |
5.96 |
9.90 |
0.92 |
| HS-638 |
94.2 |
40 |
5.96 |
9.03 |
2.00 |
| HS-738 |
94.6 |
41 |
5.27 |
8.72 |
2.27 |
表3 外墻乳膠漆用不同目數滑石粉涂膜的對比率
| 序號 |
滑石粉規(guī)格 |
對比率 |
| 1 |
HS-218 |
0.44 |
| 2 |
HS-318 |
0.49 |
| 3 |
HS-538 |
0.36 |
| 4 |
HS-638 |
0.40 |
| 5 |
HS-738 |
0.45 |
| 6 |
無填料 |
0.02 |
從表2中不同規(guī)格的滑石粉指標可知，HS-218的D50為6.33µm，中位粒徑均較大，D97為12.01µm，與D50相差很大，表明其粒徑分布較寬，因而相應的涂膜對比率較低；HS-318的滑石粉的粒徑變小，分布寬度變窄，同時，粒徑2µm以下的占3.67%左右，此時，這部分粒徑小的顆粒可以均勻填充到稍大一點的顆?？障吨?，形成良好的堆積效果；隨著HS-538、HS-638、HS-738顆粒逐漸變小，同時其油量也不斷增大，應用于外墻涂料時，粒徑逐漸變小的粒子沒有較好的形成堆積效應，從而使得粒徑分布較窄的粒子HS-318提供了較好的遮蓋力。
有表3可知，不添加任何顏料填料時涂膜的對比率僅為0.02；可認為無任何遮蓋力；而在添加了滑石粉后，涂膜遮蓋力得到顯著提高。由表3可知，在外墻乳膠漆中，用不同目數的滑石粉應用于涂膜制備時，提供遮蓋能力依次為HS-318、HS-738、HS-218、HS-638、HS-538，從以上結果可以看出填料能夠提供一部分的遮蓋力，在涂料配方中可以考慮填料用量最大化以充分利用其遮蓋力，由表3中的數據可知，考慮到成本和性能等因素，在外墻涂料中選用HS-318最好。
3 不同細度滑石粉在納米復合外墻涂料中的應用
為了進一步驗證不同細度的滑石粉在外墻涂料中的應用，我們選用了上述幾種滑石粉制備成了納米復合外墻涂料，測試了不同細度滑石粉制備的復合外墻涂料的漆膜對比率、粘度、白度以及刮板的細度。
3.1 制備納米復合外墻涂料的實驗配方
表4 納米復合外墻涂料實驗配方
| 組分 |
質量/g |
備注 |
制備工藝 |
| 純凈水 |
258 |
|
600r/min
5min |
| 羥乙基纖維素 |
1 |
|
| 潤濕劑 |
0.8 |
|
| 分散劑 |
4.5 |
|
| 消泡劑 |
1 |
|
| 防腐劑 |
1 |
|
| 乙二醇 |
6 |
|
| 金紅石型鈦白粉 |
110 |
江西添光 |
1700r/min
20min |
| 云母 |
25 |
滁州萬橋 |
| 煅燒高嶺土 |
75 |
河曲正陽 |
| 重質碳酸鈣1250目 |
150 |
江西廣源 |
| 硅灰石800目 |
100 |
江西廣源 |
| 苯丙乳液 |
20 |
先配制好 |
500r/min
5min |
| 滑石粉 |
40 |
| 成膜助劑 |
12 |
| 聚氨酯流變助劑 |
1 |
先配制好 |
| 乙二醇 |
8 |
| 增稠劑 |
5 |
先配制好 |
| 水 |
5 |
3.3 不同細度滑石粉制備的復合外墻涂料的性能指標
表5 不同細度滑石粉制備的復合外墻涂料的性能指標
| 規(guī)格 |
對比率 |
粘度/KU |
白板/白度 |
黑板/白度 |
刮板細度/µm |
| HS-218 |
0.9260 |
92.0 |
86.33 |
82.13 |
70 |
| HS-318 |
0.9557 |
86.45 |
89.79 |
86.03 |
60 |
| HS-538 |
0.9408 |
87.54 |
89.67 |
86.90 |
65 |
| HS-638 |
0.9421 |
89.12 |
90.21 |
88.03 |
65 |
| HS-738 |
0.9462 |
91.44 |
91.11 |
88.72 |
70 |
由表5可知，采用不同細度的滑石粉制備復合外墻涂料，制備的漆膜的對比率大小依次為HS-318、HS-738、HS-638、HS-538、HS-218，按照GB/T 9757-2009合成樹脂乳膠外墻涂料的要求，采用HS-318制備的復合外墻涂料可以達到優(yōu)等品的要求；采用不同細度的滑石粉制備的復合外墻其粘度的變化是先減小后增加，由于HS-218的粒子較粗，粒徑分布較寬，而采用HS-538、HS-638、HS-738由于其粒子較細在添加同樣的分散劑的量的情況下其越難越分散，會在一定程度上造成整個體系粘度的增加；隨著細度的變細，制備的漆膜的白度是逐漸增加的，這與滑石粉本身的白度測試結果也是吻合的。
4 結論
4.1 滑石粉HS-218、HS-318、HS-538、HS-638、HS-738其細度是逐漸變細的，其吸油量隨著細度的變細逐漸增大。
4.2 在外墻乳膠漆中，用不同目數的滑石制備涂膜的對比率依次為HS-318、
HS-738、HS-218、HS-638、HS-538，能夠提供最好的遮蓋力的產品為HS-318；
4.3 用不同細度的滑石粉制備復合外墻涂料，制備的漆膜的對比率大小依次為HS-318、HS-738、HS-638、HS-538、HS-218，其粘度是隨著細度的變化先減小后增加，采用HS-318其粘度最小，漆膜的白度隨著細度的增加而增加；
4.4 在涂料制備中完全單純的用滑石粉做填料是不合適，達不到成品實際要求，但是填料能夠提供一部分的遮蓋力，在涂料配方中可以考慮填料用量最大化以充分利用其遮蓋力。
本文作者： 李海濱 鄒檢生 彭鶴松 徐永華 鄒勇，江西廣源化工有限責任公司，江西永豐 331500
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