氣相二氧化矽(氣相白碳黑)是極其重要的高科技超微細無機(jī)新材料之一,由於其粒徑很小,因此比表麵積大(dà),表(biǎo)麵吸附(fù)力強,表麵能大,化學純度(dù)高、分散性能好、熱阻、電阻等方麵具有特異的性能,以其優越的穩定性、補強性、增(zēng)稠性和觸變性,在眾多學科及領域內獨具特性,有著不可取代的作用。
氣相二氧化矽的分子式:SiO2,白色蓬鬆(sōng)粉沫,多孔性,無毒無味(wèi)無汙染,耐高溫。同時它具備的化學惰性以及特殊的觸變性能明顯改善橡膠製品的抗(kàng)拉強度,抗撕裂性和耐磨性,橡膠(jiāo)改良後強度提(tí)高(gāo)數十倍。下列為氣相法白炭(tàn)黑在塗料中的(de)幾種應(yīng)用。
(1) 消光劑
氣相法(fǎ)白炭黑(hēi)折(shé)光(guāng)指數1.46 , 與成膜樹脂(zhī)的折光指數接近,對(duì)漆膜(mó)顏色沒(méi)有影響。在成膜過(guò)程中遷移到漆膜表麵,能使漆膜表麵產生預期粗糙度,明顯地降低(dī)其表麵光澤,是一種良好的消光劑。消光效(xiào)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(shí)要注意與漆膜厚度的匹(pǐ)配,在厚膜漆(qī)裏采用顆粒非常細的(de)氣相法白炭(tàn)黑,是不(bú)能產生適當的粗糙度的微細表麵(miàn),反(fǎn)之如在薄膜漆裏采用顆粒粗大氣相法白炭黑,雖然其消光效果非(fēi)常好,但是漆膜表(biǎo)麵的粗糙度將不能為絕大(dà)多數用戶接受。
(2)流變助劑
流變性是塗料的重要性能(néng),它直接影響到塗料的外觀、施工性能及貯存穩定性等性能,而不同塗料體係(xì)對流變助劑的要求也有差異。
對於油性體係而(ér)言,大部分流變助劑都是形成(chéng)氫鍵而起作用,表麵(miàn)未處理(lǐ)的氣相法白炭黑聚集體是含(hán)有(yǒu)多個羥基,一(yī)是孤立的、未受幹擾的(de)自由羥基;二(èr)是(shì)連生、彼此形成氫鍵的鍵合羥基。這一特性賦予油性塗料非常好的貯存(cún)性能和施(shī)工性能(néng),特別是厚漿型(xíng)塗料(如船舶(bó)漆),既能(néng)保證塗料在一定的施工剪切力下有良好(hǎo)的(de)流動(dòng)性(xìng),又能保證塗膜(mó)的一次施工(gōng)厚度。
同時(shí),氣相法白炭黑由於能形成氫鍵而提高體係的中低剪切粘度,從而起到增稠作用。因(yīn)此(cǐ),氣相法白炭(tàn)黑在油性體係當中的應用非常廣泛。不過在(zài)水性體係中,由於水分子也(yě)會與氣相法白炭黑形成氫鍵,大大影響其作用,所以通常會對其表麵進(jìn)行封端處理,並引入(rù)氧(yǎng)化(huà)鋁等改性,利用配位效應而起流變作用,以避開水的影響。但從(cóng)目前應(yīng)用的情況來看,都不是很理想,需要(yào)反複搭配實(shí)驗,而且使用不當時(shí)還會(huì)導致體(tǐ)係有肝化的趨勢。
(3)防(fáng)沉劑
氣相法白炭黑是一(yī)種理想的防沉劑,它形(xíng)成的氫鍵結構非常均勻穩定,而且(qiě)是三維網狀結構。因此,對(duì)於防止塗料(liào)體係中顏料的沉澱非常有效。特別是對於色漿體係,適當的添加量將大大提高色漿的穩定性,而且能夠減少潤濕分(fèn)散劑的(de)量,以提高色漿的(de)適用(yòng)性並減少色漿對塗料體係的影響。氣相法白炭黑的防沉作用對塗料存放非常有利,特別是(shì)某些顏料如金屬粉和薄片,都極易(yì)沉澱及不能(néng)完全懸(xuán)浮,使用氣相法白炭黑可保證其分散不沉澱,明顯改善塗料(liào)的(de)開罐性(xìng)能。以配方(fāng)總量計,氣相法白炭黑用量在0.4%至(zhì)0.8%的範圍內,但特殊情況下,比如富鋅漆,需增加(jiā)到2%。
(4)抗耐磨劑
氣相法白炭黑采用甲基丙烯矽(guī)烷進行表麵處理後,可以添加到聚氨酯塗料中,起到耐摩擦的作用。加入5%-15%的氣相法白炭黑,耐摩擦性可提高10%至35%,同時塗料的流變性能和幹膜的光學性能都不(bú)受負(fù)麵影響。此時,添加量大的氣相法白炭黑應該認(rèn)為是活性填料,而不是助劑。
隨(suí)著白(bái)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Degussa、美國Cabot、德國Wacker。