粉末涂料是一種新型的不含溶劑100%固體粉末狀涂料。具有無溶劑、無污染、可回收、環(huán)保、節(jié)省能源和資源、減輕勞動強(qiáng)度和涂膜機(jī)械強(qiáng)度高等特點。

隨著人們的環(huán)保意識不斷增強(qiáng)，粉末涂料備受關(guān)注。作為粉末涂料的重要組成部分，填料的性質(zhì)也開始引起了人們的重視。

一般來說填料應(yīng)該具備以下性質(zhì)：

(1) 不溶于水和有機(jī)溶劑，有很好的分散性，無色或白色，不含各種雜質(zhì)的超細(xì)粉粒；(2) 耐酸、耐堿、耐候性好；(3) 成本低，但不降低涂膜各項性能。

碳酸鈣是涂料中應(yīng)用最廣泛的體質(zhì)顏料，具有價廉易得，產(chǎn)品化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等一系列優(yōu)點。隨著歐盟將硫酸鋇歸入重金屬檢測范疇，出口粉末涂料中硫酸鋇的使用將會受到極大地限制。

而重質(zhì)碳酸鈣經(jīng)過超細(xì)化后具有的一定功能性，因此成為替代粉末涂料中硫酸鋇的不二選擇。

本文選取不同原礦所生產(chǎn)的同類重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品通過在聚酯粉末涂料中應(yīng)用情況進(jìn)行比較，詳細(xì)研究了重質(zhì)碳酸鈣原礦礦種對聚酯粉末涂料涂膜的光澤度、白度、對比率、鉛筆硬度、附著力等性質(zhì)的影響。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

聚酯樹脂、TGIC、鈦白粉、重鈣、填料、流平劑、光亮劑、安息香。

1.2 主要儀器及設(shè)備

掃描電鏡；粒度分析儀；反射率測定儀；光澤度儀；涂膜鉛筆劃痕硬度儀；白度儀；漆膜劃格儀。

1.3 實驗配方

實驗基礎(chǔ)配方，見表1。

1.4 實驗工藝

高混10min——熔融擠出（一區(qū)溫度100℃，二區(qū)溫度135℃， 熔體溫度125℃）——行星磨粉碎15min——靜電噴涂——200℃下30min 烘烤。

1.5 性能測試

吸油值按GB/T5211.15—1988進(jìn)行；光澤按GB/T9754—2007進(jìn)行；白度按GB/T1729—1979進(jìn)行；對比率按GB/T1726—1979進(jìn)行；鉛筆硬度按GB/T6379—2006進(jìn)行；附著力按GB/T9286—1998進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 填料的物理性能

按HG/T3249.2—2008標(biāo)準(zhǔn)測試了來自于不同原礦的7種重質(zhì)碳酸鈣的基本物理性能指標(biāo)，測試結(jié)果見表2。

由表2可以看出，填料的吸油量隨著粉體細(xì)度的增加而逐漸增加。同時，原礦的品種對吸油量有一定的影響：同為800目的產(chǎn)品，白云石產(chǎn)品的吸油量明顯低于大方解石和小方解石。

粉體的白度與填料的細(xì)度和原礦的種類有一定關(guān)系，一般情況下，原礦相同的情況下，填料的白度隨著細(xì)度的增加呈現(xiàn)一定程度的提升。

表中3000目和6000目的白度較低的原因可能是因為其為濕法產(chǎn)品，在烘干時采用燒煤的熱蒸汽烘干，對粉體的白度會有一定的程度的降低，同規(guī)格大方解石和小方解石產(chǎn)品的白度明顯高于白云石產(chǎn)品。

將上述7種填料按照表1中的配方進(jìn)行實驗，通過觀察產(chǎn)品的加工性能及測定漆膜的光澤、白度、對比率、鉛筆硬度、附著力等指標(biāo)進(jìn)行比較，以此判定不同重質(zhì)碳酸鈣在其中的應(yīng)用效果，具體結(jié)果如下：

從生產(chǎn)過程來看， 在其他參數(shù)不變的情況下，同為800目的白云石的下料速度比大方解石和小方解石的速度快，主要是由于方解石本身比較蓬松，假比重小，不利于下料。

因此，從加工性來看，白云石系列優(yōu)于大、小方解石系列。最終制得的聚酯粉末涂料的漆膜各項性能指標(biāo)見表3。

由表3可以看出，重質(zhì)碳酸鈣原礦的種類和細(xì)度對漆膜硬度和附著力沒有影響，漆膜硬度都為2H，附著力評級都是0級。

2.2 填料對漆膜性能的影響

2.2.1 白云石細(xì)度對漆膜白度的影響

白云石原礦生產(chǎn)的不同細(xì)度重質(zhì)碳酸鈣與漆膜白度的關(guān)系如圖1所示。

由圖1可以看出，在原礦相同的情況下，漆膜的白度與填料本身的白度呈現(xiàn)很好的正相關(guān)性，而與填料的細(xì)度無直接關(guān)系。

2.2.2 白云石細(xì)度對漆膜對比率的影響

不同目數(shù)的白云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(xì)度的增加整體上呈現(xiàn)一種先上升后下降的趨勢，在1250~1500目區(qū)間達(dá)到最佳遮蓋效果。

2.2.3 白云石細(xì)度對漆膜光澤的影響

不同目數(shù)白云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(xì)度對于漆膜的光澤起正面作用，在一定程度上，填料越細(xì)，漆膜的光澤越高。

2.2.4 礦種對漆膜白度的影響

不同原礦重質(zhì)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高于白云石，但是圖4顯示，白云石的漆膜白度卻是三者中最高，且同為方解石產(chǎn)品，小方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(dāng)原礦不同時，漆膜的白度與填料的白度無直接關(guān)系，或者說不能從填料的白度直接預(yù)測漆膜的白度。

2.2.5 礦種對漆膜對比率的影響

不同原礦重質(zhì)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(xì)度相同的情況下，在三種不同原礦的碳酸鈣品種中，白云石的對比率最好，其次是大方解石，小方解石的對比率最差。

2.2.6 礦種對漆膜光澤度的影響

不同原礦重質(zhì)碳酸鈣對漆膜光澤度的影響如圖6所示。

由圖6可以看出，細(xì)度相同的情況下，不同原礦重質(zhì)碳酸鈣對漆膜的光澤度有較大影響。

其中白云石產(chǎn)品光澤度最好，大方解石和小方解石光澤度相當(dāng)，這可能是因為方解石的吸油量較白云石高的原因造成。

3 結(jié)語

綜合上述實驗結(jié)果可以得出，以白云石為原礦生產(chǎn)的重質(zhì)碳酸鈣， 將其應(yīng)用于聚酯粉末涂料中時，加工流動較好，漆膜光澤、對比率、漆膜白度等性能均顯著優(yōu)于同規(guī)格的小方解石和大方解石產(chǎn)品。

且隨著其細(xì)度的增加，漆膜的光澤呈現(xiàn)一定程度上升；隨著白度的增加， 最終漆膜的白度也呈現(xiàn)一定程度的上升；此外，不同種類的碳酸鈣對于聚酯粉末涂料的鉛筆硬度和附著力沒有直接的影響。

因此在聚酯粉末涂料中針對于碳酸鈣填料，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇以白云石為原礦的重質(zhì)碳酸鈣。