惰性顏料:提高涂料性能的無形貢獻(xiàn)者
深入了解惰性顏料:對(duì)涂料性能的關(guān)鍵影響因素解析
惰性顏料幾乎不吸收光,因此,在固化的漆膜中,從顏色的角度來看并不突出。惰性顏料的折射率與涂料中使用的載體的折射率相似,因此它們提供的光散射非常小。然而,與遮光顏料結(jié)合使用,它們可以以較低的成本提供增強(qiáng)的不透明度。它們提供的其他有價(jià)值的功能包括改進(jìn)的機(jī)械性能、流變性調(diào)整、光澤度調(diào)整和增強(qiáng)的屏障保護(hù)。
影響涂料性能的惰性顏料的關(guān)鍵特性
- 礦物學(xué):化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、莫氏硬度
- 物理表征:亮度、折射率、PH值、惰性、吸油率、純度和可溶性鹽的存在
- 顆粒指標(biāo):顆粒大小、形狀、粒徑分布和縱橫比
礦物的莫氏硬度
根據(jù)上圖,滑石粉是一種更好的填充顏料,可以改善底漆表面劑的打磨特性,而二氧化硅基顏料如石英(SiO2)由于硬度增加,將在室內(nèi)建筑墻面涂料中提供更好的耐擦洗性。
惰性顏料的化學(xué)成分在決定對(duì)性能的整體影響方面也起著巨大的作用。例如,外墻乳膠漆中的碳酸鈣在酸雨存在下會(huì)降解,產(chǎn)生二氧化碳和碳酸氫鈣,是水溶性的。這反過來又導(dǎo)致漆膜多孔,碳酸氫鈣遷移到漆膜表面,形成不溶性碳酸鈣的輕微結(jié)霜。
PH值低于7的惰性顏料在用于金屬底漆時(shí)會(huì)加劇腐蝕。顏料中的鋁有助于提高酸度,而鈣、鉀、鋇和鈉則提供堿度。如果顏料含有可溶性鹽,這些鹽在暴露于濕氣時(shí)會(huì)導(dǎo)致起泡。
吸油率主要取決于顏料表面積、顏料化學(xué)性質(zhì)以及亞麻籽油潤(rùn)濕的難易程度。低吸油性等同于降低車輛需求和降低油漆粘度,尤其是在溶劑型涂料中。顏料的折射率(R.I.)測(cè)量光從一種介質(zhì)傳遞到另一種介質(zhì)時(shí)的彎曲程度。折射率越大,彎曲的光線越多,不透明度越大。大多數(shù)填料顏料的折射率與油漆載體的折射率相似,因此不會(huì)導(dǎo)致固化膜的高度不透明。一些填充顏料,如堿性硅酸鋁(nephaline),具有細(xì)粒徑,有助于TiO2間距,從而以較低的成本提供更好的不透明度。
粒子幾何形狀
粒徑、粒度分布和形狀在確定惰性顏料對(duì)涂料性能的影響方面起著重要作用。上圖中所示的以下顆??赡芫哂信c顆粒分析儀所示相同的“顆粒大小”,但將提供不同的物理特性:
針狀或纖維顆粒的縱橫比是平均長(zhǎng)度與平均直徑的比值(長(zhǎng)50nm、寬5nm的纖維色素的縱橫比為10)。板狀顆粒中的長(zhǎng)徑比是與板面相同面積的圓的平均直徑與板的平均厚度之比。針狀或線狀顆粒往往會(huì)增強(qiáng)涂層間的附著力,特別是當(dāng)它們垂直于表面取向時(shí),而板狀顏料如果平行于表面取向,可以最大限度地減少氧氣和水分滲透到基材中。后者的例子包括云母和云母氧化鐵。
中位粒徑可能具有誤導(dǎo)性,例如,兩種顏料可能具有相同的中位粒徑,但在整體粒徑分布上差異很大。中值粒徑意味著一半的顆粒較大,一半較小。粒度分布通常表示為D10、D50和D90。下標(biāo)定義了比規(guī)定的微米粒徑更細(xì)的總顆粒的百分比。
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