粉末涂料中填料可稱為體質(zhì)顏料。這種顏料的著色力跟遮蓋力較小,是白色跟無色的超細(xì)粉粒。它跟著色顏料一起分散在粉末涂料中,可以提升粉末涂料的機(jī)械 強(qiáng)度等。
在粉末涂料中,常見的幾類填料為硫酸鋇、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、硅微粉、云母粉。這些填料在配方設(shè)計(jì)時(shí)并不是所有的這些都適合使用,要結(jié)合具體實(shí)際。比如碳酸鈣、滑石粉的不耐酸堿容易被酸雨腐蝕;性能最為理想的就是硫酸鋇和硅微粉,它具有很穩(wěn)定的化學(xué)性能,幾乎不參與任何化學(xué)反應(yīng)。下列簡(jiǎn)單介紹幾種填料的特性。
沉淀硫酸鋇
沉淀硫酸鋇化學(xué)成份為BaSO4,晶體屬正交晶系的硫酸鹽礦物。常呈厚板狀或柱狀晶體,多為致密塊狀或板狀、粒狀集合體。質(zhì)純時(shí)無色透明,條痕白色,玻璃光澤,透明至半透明。三組解理完全,夾角等于或近于90°。摩氏硬度為3~3.5,份額為4.0~4.6。在粉末涂料中沉淀硫酸鋇能增強(qiáng)粉末涂料的流平性跟保光性,而且跟所有的色料有較好的兼容性??墒狗勰┩苛显趪娡抗に囍羞_(dá)到理想的涂膜厚度,且上粉率高。
粉重晶石
其主要成分是硫酸鋇,是直接將重晶石礦粉碎而成的細(xì)顆粒的產(chǎn)品。其質(zhì)量主要取決于礦石的品味和顆粒的細(xì)度,較細(xì)的對(duì)光澤影響比較小,較粗的可作為消光填料用,我們通常說的消光鋇就是指較粗的重晶石粉。
云母粉
絹云母屬云母類礦物,是一種片狀細(xì)粒白云母。結(jié)構(gòu)呈二八面體,即由兩層硅氧四面體跟一層鋁氧八面體構(gòu)成,四面體的活性氧跟附加陰離子位于兩層六面網(wǎng)中央,構(gòu)成活性結(jié)晶水基團(tuán)。解理完全,可劈成極薄的片狀,徑厚比大。絹云母晶體化學(xué)成份為K0.5—1(Al,F(xiàn)e,Mg)2(SiA1)4O10(OH)2nH2O,擁有絲絹光澤,徑厚比>80,呈白色或淺灰白色,份額為2.6~2.7,硬度為2~3,富有彈性,可彎曲。耐高溫,耐化學(xué)品腐蝕性強(qiáng),對(duì)紫外線擁有極佳的屏蔽作用。它的細(xì)磷片狀結(jié)晶體結(jié)構(gòu)可提升涂層的致密性,阻止水分滲入。
絹云母的化學(xué)結(jié)構(gòu)跟高嶺土相近,兼具了云母類礦物跟粘土礦物的多種特點(diǎn)。其應(yīng)使用于涂料中,可大幅提升涂膜的耐候性,抗透水性,增強(qiáng)涂膜的附著力跟強(qiáng)度,改善涂膜的表觀。同時(shí)染料粒子易進(jìn)軍絹云母粉的晶格層間,從而持續(xù)顏色長(zhǎng)久不褪色。此外絹云母粉還擁有抗藻防霉的功能,國外常使用于船舶跟海洋涂料。所以,絹云母粉對(duì)涂料而言是一種價(jià)格性能比優(yōu)異的多功能填料。
空心玻璃微珠
空心玻璃微珠是一種微小、中空的圓球狀粉末,密度在0.1g/cm3~0.5g/cm3之間,粒徑可根據(jù)需要在1~500微米之間選擇。擁有重量輕、體積大、導(dǎo)熱系數(shù)低、抗壓強(qiáng)度高、絕緣、自潤滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蝕、防輻射、無毒,以及分散性、流動(dòng)性、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)??招牟A⒅榭芍苯犹畛溆诮^大部分類型的熱固性、熱塑性樹脂產(chǎn)品中。在粉末涂料中應(yīng)用時(shí),空心玻璃微珠能夠起到以下作用。
(1)隔熱、絕緣、吸水率低。空心玻璃微珠的內(nèi)部是真空或稀薄氣體,跟環(huán)氧樹脂存在密度及導(dǎo)熱系數(shù)差,因此它擁有隔熱的特性,是耐高溫粉末涂料的極佳填充劑。微珠的隔熱特性還可減輕因粉末涂層經(jīng)受急熱跟急冷而引起的熱沖擊。極低的吸水率使粉末涂料能夠長(zhǎng)期貯存。
(2)可改善粉末涂層的物理機(jī)械性能。空心玻璃微珠填料可增加粉末涂料的硬度跟剛度。但抗沖擊性能下跌,下跌的多少跟對(duì)中空玻璃微珠的表面處理有關(guān)。如選用正確的偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理,可減少對(duì)材料抗沖擊性能的影響。
(3)吸油率低。跟常規(guī)填充材料碳酸鈣比較,空心玻璃微珠的吸油量更低。不一樣型號(hào)空心玻璃微珠每100g的吸油率在7mg~50mg之間,而每100g輕質(zhì)碳酸鈣的吸油率高達(dá)120mg~130mg,重質(zhì)碳酸鈣也高達(dá)50mg~60mg。這種低吸油率的填充材料在生產(chǎn)經(jīng)歷中變相地增加了填充量降低了綜合成本。
納米氧化硅
納米氧化硅是一種重要的高科技超微細(xì)無機(jī)新材料。因其擁有粒徑非常小、比表面積大、表面吸附力強(qiáng)、表面能大、化學(xué)純度高、分散性能好、穩(wěn)定性好等,在眾多學(xué)科及領(lǐng)域內(nèi)具優(yōu)點(diǎn),有著不得替代的作用。納米二氧化硅俗稱“超微細(xì)白炭黑”,作為添加劑、催化劑載體廣泛使用于各行業(yè)中。
將納米氧化硅添加到環(huán)氧樹脂的基體粉末涂料中,在結(jié)構(gòu)上會(huì)完全不一樣于用粗晶SiO2。添加的環(huán)氧粉末涂料。粗晶SiO2一般作為補(bǔ)強(qiáng)劑加入,主要分布在高分子材料的鏈中間,而納米氧化硅因?yàn)楸砻鎳?yán)峻的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點(diǎn),使它表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性,很容易跟環(huán)氧環(huán)狀分子的氧起鍵合作用,提升了分子間的鍵力。同時(shí)尚有一部分納米氧化硅顆粒依然分布在高分子鏈的空隙中,跟粗晶SiO2。顆粒比較較,表現(xiàn)出很高的流漣性,從而大幅度提升添加了納米氧化硅的環(huán)氧粉末涂料涂層的強(qiáng)度跟韌性。此外,納米氧化硅的加入還能夠提升涂層的耐磨性、抗老化性能,并改善涂層表面的光潔度。因?yàn)榧{米氧化硅是一種松散、無定形的粉狀物體,將它加入粉末涂料體系中能夠阻止粉料在夏天的高溫下結(jié)團(tuán),延長(zhǎng)粉末涂料產(chǎn)品的貯存期。在生產(chǎn)經(jīng)歷中,最好采納外加的方法。
滑石粉
有一定的觸變性,對(duì)粉末涂層的熔融流動(dòng)性有較大的影響。產(chǎn)品也不耐候使用有局限性,所以粉末配方中不常出現(xiàn)?;鄣膬r(jià)格便宜,但吸油量大,在配方中添加量有限,常用于紋理粉末中。
體質(zhì)顏料的應(yīng)用程度和白色著色顏料相接近,并且體質(zhì)顏料的種類和數(shù)量在工業(yè)生產(chǎn)中不斷的發(fā)展。體質(zhì)顏料的其他性質(zhì)的變化范圍很廣,如相對(duì)密度、容量值、顆粒形狀、顆粒大小、粒徑分布、吸油量、化學(xué)活性等,這些體質(zhì)顏料在構(gòu)成粒子的大小形狀上各不相同,在高光澤和半光涂料中呈現(xiàn)出非常小的遮蓋力,具有降低配方成本及控制光澤等作用。