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乳胶漆及腻子用非金属矿物粉体材料研究进展
来源:中国粉体技术网    更新时间:2015-11-04 09:35:28    浏览次数:
 
1 新型矿物粉体材料开发进展
1.1 电气石粉
       室内环境是人们活动最频繁、最密切的地方,当空气中负离子浓度较高时,能抑制多种病菌的繁殖,降低血压和消除疲劳,促进人体的生长和发育,空气负离子也被喻为“空气中的维生素”。而采用有效的提高空间负离子方法是涂刷负离子内墙乳胶漆。
       电气石的众多应用领域是以粉体为基础的,注重粉体细、比表面积大的超细电气石粉研究,使其压电性、热电性效果的发挥更好;负离子激发剂是由稀土氧化物和光催化半导体材料在一定温度和压力下活化而成,能有效激发电气石粉释放负离子量。
1.2 膨润土
       膨润土是开发应用较早的品种,在聚乙烯醇类建筑涂料中曾作为防沉、增稠剂而得到大量应用;由于其显著的增稠、抗沉降效果,膨润土也在丙烯酸树脂乳液乳胶漆中得到应用。膨润土在水相中的增稠效果较好的是低电解质浓度的溶液,而在高电解质体系中添加量将受到一定限制。膨润土含蒙脱石是天然纳米材料,通过提纯、晶片解离技术,可以制得在乳胶漆体系中呈一维纳米分散的超细蒙脱石粉,其具有较好的增稠、抗沉降、耐老化等性能。
1.3 高岭土
       高岭土是在乳胶漆中较大量应用的粉体,以水洗高岭土改善涂膜手感而用于内墙涂料,以煅烧高岭土增加涂膜厚度、提高遮盖力而用于外墙涂料。煅烧高岭土用于耐候性要求高的外墙涂料能降低钛白粉用量,对降低乳胶漆成本具有较好的效果。乳胶漆用高岭土其研究重点是在合理保护其晶片结构的前提下,使其片层充分解离,使高岭石的结构特性充分发挥。
1.4 海泡石
       海泡石作为粘土矿物因其空隙发育良好,吸附和水化能力较强,在水溶液中能够高度分散,具有较好的增稠、抗沉降性能;又因其微观针束状结构而具有较好的补强效果,是乳胶漆中新型的天然增稠、增强功能粉体材料。
 
2 重视填料的应用性能研究
       重视填料的应用性能的突出标志是加强对填料的深度加工。例如,过去使用的填料细度一般都在400 目以下。随着加工技术的发展,现在涂料中使用800 目以上细度的填料已经十分常见。现在中、高档涂料用填料一般都在2000 目,甚至更高的细度范围,而且使用时直接高速搅拌即可达到乳胶漆的细度要求,免去砂磨工序。这里需要指出的是,填料的细度并不是越细所有乳胶漆指标越好,因为细度高意味着在相同质量分数的情况下分散剂的用量要增大,以及因为其吸油量的增大而导致成膜填料的用量相对减少,即涂料的PVC 降低等,故选择填料的细度应当适宜。
       除了超细加工以外,将矿物粉体材料进行纳米尺寸的精细加工更成为目前研究的热点。已经得到的用于乳胶漆的纳米类矿物粉体材料主要有碳酸钙、膨润土、海泡石等。但是,纳米尺度的矿物粉体材料的作用、性能和添加量等在乳胶漆中的应用已超出原有填料的范围,而成为新的功能涂料组分。因此,在乳胶漆中选用的矿物粉体品种及性能要结合性价体综合考虑。

3 加强填料作用机理研究
       对乳胶漆用矿物粉体材料的选用要结合其要求有针对性的选择,对要求高遮盖、手感好、易施工、成本低的配方其填料主选体系为重钙系列;对要求高遮盖、高耐候性、成本适中的配方其填料主选体系为具有片状结构的(高岭土、云母等)矿物粉体系列,因层片状结构能在涂膜中平行取向排列,从而使涂膜的抗渗透性提高,耐侯性增强等。

4 矿物粉体材料应用存在的问题
4.1 产品质量不稳定

       受资源产地局限,矿物粉体加工企业分散及规模偏小,其质量检测、控制手段和措施缺失,导致产品质量不稳定。如以不同产地膨润土为增稠、悬浮剂采用相同的配方时,常因为膨润土产品中蒙脱石的含量不同而导致涂料粘度产生较大的差异,使涂料的质量受到影响;再如因填料的细度、白度不稳定而导致涂料的贮存稳定性、白度、色差和涂膜手感以及其它物理性能变化较大等,在实际应用中也较为常见,这类问题会直接影响矿物粉体材料的应用。
4.2 精深加工产品少
       目前对矿物粉体材料除了进行超细加工以外,其它方面的深加工技术配套工艺仍较为落后,例如采取矿物提纯、配矿加工、粉体粒度及形貌控制、接枝改性等工序进行质量控制,使之天然产出矿物成分的波动性能够可控,加工后的矿物粉体材料能保持稳定的技术指标,这些目标的达到必须与矿物鉴定、选矿提纯、粉碎加工、表面处理等学科进行系统配合,才能达到预定的产品质量目标。
 
作者:余丽秀1,孙亚光2,刘岩1,宋广毅1
(1.中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,郑州,450006; 2.河南工业大学材料科学与工程学院,郑州,450052)


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