粉末塗料是一種新型的不含溶劑100%固體粉末狀塗料。具有無(wú)溶劑、無汙染、可回收(shōu)、環保(bǎo)、節省能源和(hé)資源、減輕勞動強度和塗膜機械強度高等特點。
隨著人們的環保(bǎo)意識不斷增強,粉末塗料備受關注。作為粉末塗料的(de)重要組成部分,填(tián)料的(de)性質也開始引(yǐn)起(qǐ)了(le)人們的重視。
一般來說填料應該具備以下性質:
(1) 不溶於水和(hé)有(yǒu)機溶劑(jì),有很好的(de)分散性,無色或白色,不含各種雜質的超細粉粒;(2) 耐(nài)酸、耐(nài)堿、耐候性好(hǎo);(3) 成本低,但不降低塗膜各項性能。
碳酸鈣是塗料中應用最廣泛的(de)體質顏料,具有價廉易(yì)得,產品化學(xué)性質穩(wěn)定等一係列(liè)優點。隨著歐盟將硫酸鋇歸入重金(jīn)屬檢測範(fàn)疇,出口粉(fěn)末塗料中硫酸鋇的使用將會受到極大地限製。
而重質碳酸鈣經過超細化(huà)後具有(yǒu)的一定功能性(xìng),因此成為替代粉末塗料中硫酸鋇的不二選(xuǎn)擇。
本文選取不(bú)同原礦所生產的同類重(chóng)質碳酸鈣產品通過在聚酯粉末塗料中應用情況進行比較,詳細研究了重質碳酸鈣原礦礦種對聚酯粉末塗料塗膜(mó)的光(guāng)澤度、白度、對比率、鉛筆硬(yìng)度、附著力等性質的影響。
1 實驗部分
1.1 實驗原料
聚(jù)酯樹脂、TGIC、鈦白粉、重鈣(gài)、填料、流平劑、光亮劑、安息香。
1.2 主要儀器及設備
掃描電鏡;粒度分析儀;反射率測定儀;光澤度儀;塗(tú)膜鉛筆劃痕(hén)硬度(dù)儀;白度儀;漆膜劃格(gé)儀。
1.3 實驗配方
實驗基礎配方,見表1。
1.4 實驗工(gōng)藝
高混10min——熔融擠出(chū)(一區溫度100℃,二區溫度135℃, 熔體溫度(dù)125℃)——行星磨粉碎15min——靜電(diàn)噴塗——200℃下30min 烘烤。
1.5 性能測試
吸油值按GB/T5211.15—1988進行;光澤按GB/T9754—2007進行;白度按GB/T1729—1979進行;對比(bǐ)率按GB/T1726—1979進(jìn)行;鉛筆硬度按GB/T6379—2006進行(háng);附著力按GB/T9286—1998進行。
2 結果與分析
2.1 填料的物(wù)理性能
按HG/T3249.2—2008標準測試了來自於不同原礦的7種重質碳酸鈣的基本物理性能指標,測試結果見表2。
由表2可以看出,填料的吸油量隨著粉體細度的增加而逐漸增加。同(tóng)時,原礦的品種對(duì)吸油量有一定的影響:同為800目的產品,白雲石產品的吸油量明顯(xiǎn)低於大方解石和小方(fāng)解石。
粉體(tǐ)的(de)白(bái)度與填料的(de)細度(dù)和原礦的種類有一定關係,一般(bān)情況下,原礦相同的情況下,填料的白度隨著細度的增加呈現一定程度(dù)的(de)提(tí)升。
表中3000目和6000目的白度較低的原(yuán)因可能是因為其為(wéi)濕(shī)法(fǎ)產品,在烘幹時采用燒煤的(de)熱蒸汽烘幹(gàn),對粉體的(de)白度會有一定的程度的降低,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(zhǒng)填料按照表1中的配方進行實驗,通過觀察產品的加工性能及測定漆膜的光澤、白(bái)度、對比率(lǜ)、鉛筆硬度、附著力等(děng)指標進行比較(jiào),以此判定不同重質碳酸鈣在其中的應用效果,具體結果如下:
從生產過程來看, 在(zài)其他參數不變的情(qíng)況(kuàng)下,同為800目的白雲石的(de)下料(liào)速度(dù)比大方解石和小方解石的速度快(kuài),主(zhǔ)要是由於方解石本身比較蓬鬆,假比重(chóng)小,不利於下料。
因此(cǐ),從加(jiā)工性來看,白雲石係列優(yōu)於大、小方解石係(xì)列。最終製得的聚酯粉末塗料的漆膜各項性能指標見表3。
由表3可(kě)以看出(chū),重質碳酸鈣原礦的種類和細度對漆膜硬度(dù)和附著力沒有影響,漆膜硬度都為2H,附著力評級都(dōu)是0級。
2.2 填料對漆(qī)膜性能的影響
2.2.1 白(bái)雲石細度對漆(qī)膜白度的影響(xiǎng)
白雲石原礦生產的不同(tóng)細度重質碳酸(suān)鈣與漆膜(mó)白度的關係如圖1所示。
由圖1可以(yǐ)看(kàn)出,在原礦相同的情況下(xià),漆膜(mó)的白(bái)度與填料(liào)本身的白(bái)度呈現很好的正相關性,而(ér)與填料的細度無直接關係。
2.2.2 白雲石(shí)細度對漆膜對比率的影響
不同目數的白雲石對漆膜對比率的影響如圖2所(suǒ)示。
由圖2可(kě)以看出,在原礦相同的情況下,漆膜的對比率隨著碳酸鈣細度的增加整體上呈現一種先上升後下降的趨勢,在1250~1500目(mù)區間達到最佳遮(zhē)蓋效果。
2.2.3 白(bái)雲石細度對漆膜光澤的影響
不(bú)同目數白雲石對漆膜光澤的影(yǐng)響如圖3所示。
圖(tú)3可以看(kàn)出,原礦相同的情況下,碳酸鈣的細度對於漆膜的光澤起正麵作用,在一定程度上,填料越細,漆膜的光澤越高。
2.2.4 礦種對漆膜白度的影響
不同原礦重質碳酸(suān)鈣對漆膜白度的影響如圖(tú)4所示。
由表2可以看出,大方解和小方解的白度明顯高於白雲石,但是圖4顯示,白雲石的漆膜白度卻是三者中(zhōng)最高,且同為(wéi)方(fāng)解石產品,小(xiǎo)方(fāng)解石白度比(bǐ)大(dà)方解石高1.2°,而漆膜白度卻比其低(dī)了近3°。
這說明,當原礦不同時,漆膜(mó)的白度與填(tián)料的白(bái)度無直接關係,或(huò)者說不能從(cóng)填料的(de)白度直接預測漆膜的白度。
2.2.5 礦(kuàng)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,在細度相同的情況下,在三種不同原礦的碳酸鈣(gài)品種中,白雲石的對比率最好,其次是大方解石,小方解(jiě)石的對比率最差。
2.2.6 礦種對漆膜光澤度的影響
不同原(yuán)礦(kuàng)重質(zhì)碳(tàn)酸(suān)鈣對(duì)漆膜光澤度的(de)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(tàn)酸(suān)鈣對漆(qī)膜的光澤度有較大影響。
其中白雲石產品光澤(zé)度最好,大方解石和小方解石光澤度相當(dāng),這可能(néng)是因為方解石的吸油量較白雲石高的原因造成。
3 結(jié)語
綜合上述實驗(yàn)結果可以得出,以白雲石為原礦生產的重質碳酸鈣, 將其應(yīng)用於聚酯粉末塗料中時,加(jiā)工流動較好(hǎo),漆膜光澤、對比率(lǜ)、漆膜白度等(děng)性能均顯著優於同規格的小方解石和大方解石產品。
且隨著其細(xì)度的增加,漆膜的光澤呈(chéng)現一定程度上升;隨著白度的增加, 最終漆膜的白度也呈現一定程(chéng)度的上升;此外(wài),不同種類的碳(tàn)酸鈣對於聚酯粉末塗料的鉛筆硬(yìng)度和附著(zhe)力沒有直接的影響。
因此(cǐ)在(zài)聚酯粉末塗料中針對於碳酸鈣填料,應當優先選(xuǎn)擇以白雲石為原(yuán)礦的重質碳酸(suān)鈣。