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白炭黑在塗料中的(de)應(yīng)用

氣相二氧化矽(氣相白碳黑)是極其重要的高科(kē)技超微細無機新材料之一(yī),由於其粒徑很小,因此比表麵積大,表麵吸附力強,表麵能大,化學純度高、分散性能好、熱(rè)阻、電阻等方麵具有特異的性能(néng),以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸(chù)變性,在眾多學科及領域內(nèi)獨具特性,有著不可取代的作用。


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氣相二氧化(huà)矽的分子式:SiO2,白色蓬鬆粉沫,多(duō)孔性,無毒無味無汙染,耐高溫。同時它具備的化學惰性以及(jí)特殊的觸變性能明顯(xiǎn)改善橡膠製品的抗拉強度,抗撕裂(liè)性和耐磨性,橡膠改良後強度提高數十倍。下列為氣相法白炭黑塗料中的幾種應用。

(1) 消光劑

氣相法(fǎ)白(bái)炭黑折光指數(shù)1.46 , 與成(chéng)膜樹脂的折光指數接近(jìn),對漆膜顏色沒有影響。在成膜過程中(zhōng)遷移到漆膜(mó)表麵(miàn),能使漆膜表麵產生預期粗糙度,明顯地降低其表麵光澤,是一種(zhǒng)良好(hǎo)的消光劑。消光效果主要取決於產品的三個性能:孔積率,粒徑和表麵處理。使用氣相法白炭黑時要注意與漆膜厚度的匹配,在厚膜漆裏采用顆(kē)粒非(fēi)常細的氣相法白炭黑,是不能產生適當的粗糙(cāo)度的微細表麵,反之如在薄膜漆裏采用顆粒粗大氣相法白炭黑,雖然其消光(guāng)效果非常好,但是漆膜表麵的粗糙度將不能為絕大多數用戶接受。

(2)流變助劑

流變性是塗料的重要(yào)性能,它直接影響到塗料的外觀、施工性能(néng)及貯存穩定性等性能,而不同塗料體係對流變助劑的要求也有差異。

對於(yú)油性體係(xì)而言,大部分流變助劑都是形成氫鍵而起作用,表麵未(wèi)處(chù)理(lǐ)的氣(qì)相法(fǎ)白(bái)炭黑聚集體是含有多個羥基,一是孤立的(de)、未受幹擾的自由羥基;二是連生、彼(bǐ)此形成(chéng)氫鍵的鍵合羥基。這一特性賦予油性(xìng)塗料非常好的貯存性能和施(shī)工(gōng)性能,特別是厚漿型塗料(liào)(如船舶漆),既能保證塗料(liào)在一定的施工剪切力下有良好的流動性,又能保證塗膜的一(yī)次施工厚度。

同時,氣相法白炭黑由於能(néng)形成氫鍵而提高體係的中低剪切(qiē)粘度,從而起到增稠作用。因此,氣相法白炭黑在油性(xìng)體係當中的應用非常廣泛。不過在水性體係中,由於水分子也會與氣相法(fǎ)白炭黑形成氫鍵,大大影響其作用,所以通常會對其表麵(miàn)進行封端處理,並引入氧化鋁等改性,利用配(pèi)位效應而起流變(biàn)作(zuò)用,以避開水的影響。但從目前應用的情況來看,都不是很理想,需要反複搭配實驗,而且使用不當時(shí)還會導致體(tǐ)係有肝化的趨勢(shì)。

(3)防沉劑

氣相法白炭黑是一種理想的防沉劑,它形成的氫鍵結構非常均勻穩定(dìng),而且是(shì)三維網狀結構。因此,對於防止塗(tú)料(liào)體係中(zhōng)顏料的沉澱非常有效。特別是對於色漿(jiāng)體係,適當的添加(jiā)量將大大(dà)提高色漿的穩定性,而且能(néng)夠減少潤濕分散劑的量,以提高色漿的適用性並減少色漿對塗(tú)料體係的影(yǐng)響。氣相法白炭黑的防沉作用對塗料存放非常有利,特別是某些(xiē)顏料(liào)如金屬粉和薄片(piàn),都極易沉澱及不能完全懸浮,使用氣相法白炭黑可保證(zhèng)其分散(sàn)不沉澱,明顯改善塗料的開罐性能。以配方總量(liàng)計,氣相(xiàng)法白炭黑用量在0.4%至0.8%的範(fàn)圍內(nèi),但特殊情況下,比如富鋅漆,需增加到2%。

(4)抗(kàng)耐磨劑

氣相法白炭黑采(cǎi)用甲基丙烯矽烷進行表麵(miàn)處理後,可以添加到聚氨酯塗料(liào)中,起到耐摩擦的作用。加入5%-15%的氣相法白炭黑,耐(nài)摩擦性可提高10%至35%,同時塗(tú)料(liào)的流變性能和幹膜的光學性能都(dōu)不受負麵影響。此(cǐ)時,添加(jiā)量大的氣相(xiàng)法白炭(tàn)黑應該認為是活性填料,而不是助劑。

隨著白炭黑的廣泛應用,白炭黑的生產發展也非常的迅速,目前生產廠家主要有德國(guó)Degussa、美國Cabot、德國Wacker。


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