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(yǒu)無溶劑、無汙染、可回收、環保(bǎo)、節省能源和資源、減輕勞動(dòng)強度和塗膜機(jī)械強度(dù)高等特點。
隨著人們的環保意識不斷增強,粉末塗料備受關注。作為粉(fěn)末塗料的重要組成部分,填料的性(xìng)質也開始(shǐ)引起了人們(men)的重視。
一般來說填(tián)料應該具備以下性質:
(1) 不溶於水和有機溶劑,有很好(hǎo)的分散(sàn)性,無色或白色,不含各種雜質的超細粉粒;(2) 耐酸、耐堿、耐候性好;(3) 成本低,但不(bú)降(jiàng)低塗膜各項(xiàng)性能。
碳酸鈣是塗料中應用最廣泛的體(tǐ)質顏料,具有價廉易得,產品化學性質穩定等一係列優點。隨著歐盟將硫酸鋇歸入重金屬檢測範疇(chóu),出口粉(fěn)末塗料中硫(liú)酸鋇的使用將會受到極大地限(xiàn)製。
而重質碳酸鈣(gài)經過超細(xì)化後具有的一定功能性,因此成為替代粉(fěn)末塗料中硫酸鋇的(de)不二選(xuǎn)擇。
本文選取不同原礦所生產的同類重質碳酸鈣產品通過在(zài)聚酯粉末塗料中應用情況進行比較,詳細(xì)研究了重質碳酸(suān)鈣原礦礦種對聚酯粉末塗料塗膜的光澤度、白度(dù)、對比率、鉛筆硬度、附著力等性質的影響(xiǎng)。
1 實驗(yàn)部分
1.1 實驗原料
聚酯樹脂、TGIC、鈦(tài)白粉(fěn)、重鈣(gài)、填料、流平(píng)劑、光亮劑、安息香。
1.2 主要儀(yí)器(qì)及設備
掃描電鏡;粒度分(fèn)析儀;反(fǎn)射率測定儀(yí);光澤度儀;塗膜鉛筆劃痕硬度儀;白度儀(yí);漆膜劃格儀。
1.3 實驗配方
實驗基礎配(pèi)方,見表(biǎo)1。
1.4 實驗工(gōng)藝
高混10min——熔融(róng)擠出(一區(qū)溫度100℃,二區溫度135℃, 熔體溫度125℃)——行星磨粉碎15min——靜電噴塗——200℃下30min 烘(hōng)烤。
1.5 性能測試
吸油值按GB/T5211.15—1988進行(háng);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(bǐ)硬度按GB/T6379—2006進行;附著力按GB/T9286—1998進行。
2 結(jié)果與分析
2.1 填料的物理性能
按(àn)HG/T3249.2—2008標準測試了來自於不同原礦的(de)7種重質碳(tàn)酸鈣的基本物(wù)理性能指標,測試結果見表2。
由表2可以(yǐ)看出,填料的吸油量隨著粉體細度的(de)增(zēng)加(jiā)而逐漸(jiàn)增加。同時,原礦的品種對吸油量有一定的影(yǐng)響:同(tóng)為(wéi)800目的產品,白雲石產品(pǐn)的吸(xī)油量明顯低於大(dà)方解石和小方解石。
粉體的白度與填料的細度和原(yuán)礦的種類有一(yī)定關係,一般情況下,原(yuán)礦相同的情況下,填料的白度(dù)隨著(zhe)細(xì)度的增加(jiā)呈現一(yī)定程度的提(tí)升。
表中3000目和6000目的白度較低的原因可(kě)能是因為其為濕法產品,在烘幹時采用燒(shāo)煤的熱蒸汽烘幹,對粉體的白度會有一定的程(chéng)度的降低,同規格大方解石和小方解石產品的白度明顯高於白雲石產品。
將上述7種填料按照表1中的配(pèi)方進行實驗,通過觀(guān)察產品的加工性能(néng)及測定漆(qī)膜的光澤、白度、對比率、鉛筆硬度、附著(zhe)力等指標進行比(bǐ)較,以此判定不同重質碳(tàn)酸(suān)鈣(gài)在其中的應用效(xiào)果,具體結果如下:
從生產過程來看, 在其他參數不變的情況下,同為800目的白雲石的下料速度比大方解石和(hé)小方(fāng)解石的速度(dù)快,主要是由於(yú)方解石本身比較蓬鬆,假(jiǎ)比(bǐ)重小,不利於下料(liào)。
因此,從加工性來看,白雲石係列優於(yú)大、小方解石係列。最終製得的聚酯粉(fěn)末塗(tú)料的漆膜各項性能指標見表3。
由表3可以看出,重質碳酸鈣原礦的種類和細度對(duì)漆膜硬度和附著力沒有影響,漆膜硬度都為2H,附著力評級(jí)都是0級。
2.2 填料對漆膜(mó)性能的影響
2.2.1 白雲石細度(dù)對漆膜白度的影(yǐng)響
白雲石原礦生產的不同細度重質碳酸鈣與漆膜白度的關係如(rú)圖1所示。
由圖1可以看(kàn)出,在原(yuán)礦相同的情況下,漆膜的白度與填料本身的白(bái)度呈現很好的正相關性,而與填料的細度無直接關係。
2.2.2 白雲石(shí)細度對漆膜對比率(lǜ)的影響
不同目(mù)數的(de)白(bái)雲石對漆膜對比率的影響如圖2所示。
由(yóu)圖2可以(yǐ)看出,在原礦相(xiàng)同的情況下,漆膜的對比率隨著碳酸鈣(gài)細度的增加整體上呈現一(yī)種(zhǒng)先上(shàng)升後下降的趨勢(shì),在1250~1500目(mù)區(qū)間達到最佳遮蓋效果(guǒ)。
2.2.3 白雲石細度對漆膜光澤(zé)的影響
不同目數白雲石對漆膜光(guāng)澤(zé)的影響(xiǎng)如圖(tú)3所示。
圖3可以看出,原礦相同的情況下,碳酸鈣的細度對(duì)於漆膜(mó)的光澤起(qǐ)正麵作用,在一(yī)定程度上(shàng),填料(liào)越細,漆膜的光澤越高。
2.2.4 礦種對漆膜白度(dù)的影響(xiǎng)
不同原(yuán)礦重質碳酸鈣(gài)對(duì)漆膜(mó)白度的影響(xiǎng)如圖4所示。
由表2可以看出,大(dà)方解和小(xiǎo)方解的(de)白度明顯高於白(bái)雲石,但是圖4顯示,白雲石的漆膜白度卻是三者中最高,且同為方解石產品,小方解石白度比大(dà)方解石高1.2°,而漆膜白度卻比其低了近3°。
這說明,當原(yuán)礦不同時,漆(qī)膜的白度與填料的白度(dù)無直接關係,或者說不(bú)能從填料的白度直接(jiē)預測(cè)漆膜的白度。
2.2.5 礦種(zhǒng)對漆(qī)膜對比率的影響
不同原礦重質碳酸鈣對漆膜對比率的影響,如圖5所示。
由圖5可以看出,在細度(dù)相(xiàng)同的情況(kuàng)下,在三種不同原(yuán)礦的碳酸鈣品種中,白雲石的(de)對比(bǐ)率(lǜ)最好,其次是大方(fāng)解石,小方解石的對比率(lǜ)最差(chà)。
2.2.6 礦種(zhǒng)對漆(qī)膜光(guāng)澤度的影(yǐng)響
不同原礦重質碳酸鈣對漆膜光澤度(dù)的影響如圖6所(suǒ)示。
由圖6可以(yǐ)看出,細(xì)度相同的情況下,不同原礦重質碳酸鈣對漆膜的光澤度有(yǒu)較大影(yǐng)響。
其中白雲石產品光澤度最好,大方解石和小方解石光澤度相當,這可能是因為方解石(shí)的吸油量較白雲(yún)石高的(de)原因造成。
3 結語
綜合上述實驗結果(guǒ)可以得出,以白雲石為原(yuán)礦生產的重質碳酸鈣, 將其應用於聚酯粉末塗料中(zhōng)時,加工流動較好,漆(qī)膜光澤(zé)、對比率、漆膜白度等性能均顯著優於同規格的小方解石和大方解石(shí)產品。
且隨著(zhe)其細度的(de)增加,漆膜的光澤呈現一定程度上升;隨著(zhe)白度的增加, 最終漆膜(mó)的白度也呈現(xiàn)一定(dìng)程度的上升;此外,不同種(zhǒng)類的碳酸鈣對於(yú)聚酯粉末(mò)塗料(liào)的鉛筆硬度和附(fù)著(zhe)力沒有直接的影響。
因此在聚酯粉末塗料中針對於碳酸鈣填料,應當優先選擇以白雲石為原礦的重質碳酸(suān)鈣。