摘要：對(duì)比了不同細(xì)度滑石粉完全替代外墻乳膠漆中鈦白粉的遮蓋力效果，研究了用不同目數(shù)滑石粉替代鈦白粉后對(duì)涂膜遮蓋力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用不同目數(shù)的滑石粉制備涂膜時(shí)，提供遮蓋能力依次為HS-318、HS-738、HS-638、HS-538.同時(shí)添加不同細(xì)度的滑石粉制備納米復(fù)合外墻涂料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用HS-318制備的納米復(fù)合外墻涂料漆膜的對(duì)比率最高。
關(guān)鍵詞：滑石粉；細(xì)度；遮蓋力；外墻涂料
0 前言
滑石粉的主要成分是水合硅酸鎂，分子式為Mg3(Si4O10) (OH)2，無(wú)色透明或白色，但因含少量的雜質(zhì)而呈現(xiàn)淺綠、淺黃甚至淺紅色；解離面上呈珍珠光澤，硬度為1，比重為2.7-2.8�；瘜賳涡本�，晶體呈假六方或菱形的片狀，滑石具有潤(rùn)滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點(diǎn)高（加熱至900℃仍不分解）、化學(xué)性不活潑（對(duì)大多數(shù)化學(xué)試劑呈現(xiàn)惰性，與酸接觸不分解）、遮蓋力良好（折光率1.57，與碳酸鈣相當(dāng)）、柔軟（硬度最低）、光澤好、吸附力強(qiáng)、親油疏水等優(yōu)良的物理化學(xué)特性。
我國(guó)開采和利用滑石粉的歷史悠久，早在原始社會(huì)我們的祖先就利用滑石粉進(jìn)行雕刻。而滑石粉真正在涂料中應(yīng)用時(shí)在19世紀(jì)末期，早期的尤其是一些天然油基漆或生漆，光澤不高，耐久性不太好，在油漆中很少使用除著色劑以外的體質(zhì)顏料。直至20世紀(jì)初，隨著一些人工合成樹脂的問(wèn)世，其涂膜的光澤、豐滿度、附著力耐久性大大提高。油漆中除了添加能提供遮蓋力的顏料外，還使用了滑石粉、重鈣等之類的體質(zhì)顏料。這些體質(zhì)顏料不僅能消除多余的光澤，而且能夠降低成本、提高涂膜的填充性和其他一些物理機(jī)械性能。
為達(dá)到降低成本而又能保持期末的基本性能的目的，研究滑石粉在外墻涂料配方中的應(yīng)用效果非常重要，本文選取海城新光源粉體有限公司的不同細(xì)度的各型號(hào)滑石粉，將其制備成外墻乳膠漆基礎(chǔ)配方，測(cè)試了其漆膜的對(duì)比率；同時(shí)將其添加到納米復(fù)合外墻涂料中，測(cè)試了漆膜對(duì)比率、白度、粘度等指標(biāo)。為外墻涂料應(yīng)用中選擇不同細(xì)度的滑石粉提供了數(shù)據(jù)支持。
1 試驗(yàn)部分
1.1 儀器設(shè)備與原材料
高速分散攪拌機(jī)（順德華能化工有限公司，U400/80-200）；刮板細(xì)度計(jì)（天津市中環(huán)試驗(yàn)儀器廠，0-100um）；反射率測(cè)定儀（上海普申化工機(jī)械有限公司，JFB-1）；100µm涂布器（上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)有限公司）；QND-4C粘度計(jì)（天津永利達(dá)材料試驗(yàn)機(jī)有限公司）；
丙二醇（國(guó)藥化學(xué)試劑廠）；分散劑Orotan1124（羅門哈斯）；潤(rùn)濕劑CF-10（DOW）；消泡劑334（海川化工）；防腐劑（廣州冠志化工）；羥乙基纖維素（韓國(guó)三星）；成膜助劑Texanol酯醇（伊斯曼化工；苯丙乳液BLJ-818（保立佳）；醇丙乳液BLJ-965（保立佳）；AMP-95（廣州冠志化工）；增稠劑（海川化工）；水；重鈣（江西永豐光源化工）；滑石粉（海城新光源）；硅灰石（江西永豐光源化工）；鈦白粉（江西添光化工）；云母粉（滁州萬(wàn)橋）；煅燒高嶺土（河曲正陽(yáng)）；
1.2 基礎(chǔ)配方
表1 外墻乳膠漆試驗(yàn)用基礎(chǔ)配方
|
序號(hào) |
組分 |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% |
序號(hào) |
組分 |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% |
|
1 |
水 |
22.60 |
8 |
消泡劑 |
0.20 |
|
2 |
羥乙基纖維素 |
0.3 |
9 |
CC-800 |
27.00 |
|
3 |
AMP-95 |
0.10 |
10 |
滑石粉 |
20.00 |
|
4 |
丙二醇 |
2.00 |
11 |
醇丙乳液 |
24.00 |
|
5 |
潤(rùn)濕劑 |
0.20 |
12 |
成膜助劑 |
2.00 |
|
6 |
分散劑 |
0.50 |
13 |
消泡劑 |
0.2 |
|
7 |
防腐劑 |
0.10 |
14 |
增稠劑/ 水 |
適量 |
1.3 制備方法
表1中，將基礎(chǔ)配方中組分1至組分8依次加入，轉(zhuǎn)速600rmp以上，攪拌10-20min后邊攪拌邊添加組分9至組分10，再在1600-1700rmp轉(zhuǎn)速下高速分散至細(xì)度40µm，加入組分11至組分13，控制轉(zhuǎn)速600rmp以下，充分?jǐn)嚢?span lang="EN-US">10-20min，用組分14調(diào)節(jié)粘度。
1.4 測(cè)試方法
遮蓋力測(cè)試：將所制備的涂料進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，放置一晝夜后用100µm線棒涂布器在黑白卡紙上制膜，按GB/T 9757-2009《合成樹脂乳液外墻涂料》要求測(cè)定對(duì)比率，放置24h后分別測(cè)黑白卡紙上各5個(gè)點(diǎn)的反射率值，分別計(jì)算黑白卡紙上的平均反射率RB、RW，兩者之間的比列就是其對(duì)比率RB/W
2 結(jié)果與討論
表2 不同規(guī)格的滑石粉指標(biāo)
|
規(guī)格 |
白度 |
吸油量mL/100g |
D50 （µm） |
D97 （µm） |
≤2µm （%） |
|
HS-218 |
92.6 |
34 |
6.33 |
12.01 |
3.67 |
|
HS-318 |
93.4 |
36 |
5.79 |
10.36 |
3.56 |
|
HS-538 |
94.0 |
38 |
5.96 |
9.90 |
0.92 |
|
HS-638 |
94.2 |
40 |
5.96 |
9.03 |
2.00 |
|
HS-738 |
94.6 |
41 |
5.27 |
8.72 |
2.27 |
表3 外墻乳膠漆用不同目數(shù)滑石粉涂膜的對(duì)比率
|
序號(hào) |
滑石粉規(guī)格 |
對(duì)比率 |
|
1 |
HS-218 |
0.44 |
|
2 |
HS-318 |
0.49 |
|
3 |
HS-538 |
0.36 |
|
4 |
HS-638 |
0.40 |
|
5 |
HS-738 |
0.45 |
|
6 |
無(wú)填料 |
0.02 |
從表2中不同規(guī)格的滑石粉指標(biāo)可知，HS-218的D50為6.33µm，中位粒徑均較大，D97為12.01µm，與D50相差很大，表明其粒徑分布較寬，因而相應(yīng)的涂膜對(duì)比率較低；HS-318的滑石粉的粒徑變小，分布寬度變窄，同時(shí)，粒徑2µm以下的占3.67%左右，此時(shí)，這部分粒徑小的顆�？梢跃鶆蛱畛涞缴源笠稽c(diǎn)的顆粒空隙中，形成良好的堆積效果；隨著HS-538、HS-638、HS-738顆粒逐漸變小，同時(shí)其油量也不斷增大，應(yīng)用于外墻涂料時(shí)，粒徑逐漸變小的粒子沒有較好的形成堆積效應(yīng)，從而使得粒徑分布較窄的粒子HS-318提供了較好的遮蓋力。
有表3可知，不添加任何顏料填料時(shí)涂膜的對(duì)比率僅為0.02；可認(rèn)為無(wú)任何遮蓋力；而在添加了滑石粉后，涂膜遮蓋力得到顯著提高。由表3可知，在外墻乳膠漆中，用不同目數(shù)的滑石粉應(yīng)用于涂膜制備時(shí)，提供遮蓋能力依次為HS-318、HS-738、HS-218、HS-638、HS-538，從以上結(jié)果可以看出填料能夠提供一部分的遮蓋力，在涂料配方中可以考慮填料用量最大化以充分利用其遮蓋力，由表3中的數(shù)據(jù)可知，考慮到成本和性能等因素，在外墻涂料中選用HS-318最好。
3 不同細(xì)度滑石粉在納米復(fù)合外墻涂料中的應(yīng)用
為了進(jìn)一步驗(yàn)證不同細(xì)度的滑石粉在外墻涂料中的應(yīng)用，我們選用了上述幾種滑石粉制備成了納米復(fù)合外墻涂料，測(cè)試了不同細(xì)度滑石粉制備的復(fù)合外墻涂料的漆膜對(duì)比率、粘度、白度以及刮板的細(xì)度。
3.1 制備納米復(fù)合外墻涂料的實(shí)驗(yàn)配方
表4 納米復(fù)合外墻涂料實(shí)驗(yàn)配方
|
組分 |
質(zhì)量/g |
備注 |
制備工藝 |
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純凈水 |
258 |
|
600r/min 5min |
|
羥乙基纖維素 |
1 |
|
|
|
潤(rùn)濕劑 |
0.8 |
|
|
|
分散劑 |
4.5 |
|
|
|
消泡劑 |
1 |
|
|
|
防腐劑 |
1 |
|
|
|
乙二醇 |
6 |
|
|
|
金紅石型鈦白粉 |
110 |
江西添光 |
1700r/min 20min |
|
云母 |
25 |
滁州萬(wàn)橋 |
|
|
煅燒高嶺土 |
75 |
河曲正陽(yáng) |
|
|
重質(zhì)碳酸鈣1250目 |
150 |
江西廣源 |
|
|
硅灰石800目 |
100 |
江西廣源 |
|
|
苯丙乳液 |
20 |
先配制好 |
500r/min 5min |
|
滑石粉 |
40 |
||
|
成膜助劑 |
12 |
||
|
聚氨酯流變助劑 |
1 |
先配制好 |
|
|
乙二醇 |
8 |
||
|
增稠劑 |
5 |
先配制好 |
|
|
水 |
5 |
3.3 不同細(xì)度滑石粉制備的復(fù)合外墻涂料的性能指標(biāo)
表5 不同細(xì)度滑石粉制備的復(fù)合外墻涂料的性能指標(biāo)
|
規(guī)格 |
對(duì)比率 |
粘度/KU |
白板/白度 |
黑板/白度 |
刮板細(xì)度/µm |
|
HS-218 |
0.9260 |
92.0 |
86.33 |
82.13 |
70 |
|
HS-318 |
0.9557 |
86.45 |
89.79 |
86.03 |
60 |
|
HS-538 |
0.9408 |
87.54 |
89.67 |
86.90 |
65 |
|
HS-638 |
0.9421 |
89.12 |
90.21 |
88.03 |
65 |
|
HS-738 |
0.9462 |
91.44 |
91.11 |
88.72 |
70 |
由表5可知，采用不同細(xì)度的滑石粉制備復(fù)合外墻涂料，制備的漆膜的對(duì)比率大小依次為HS-318、HS-738、HS-638、HS-538、HS-218，按照GB/T 9757-2009合成樹脂乳膠外墻涂料的要求，采用HS-318制備的復(fù)合外墻涂料可以達(dá)到優(yōu)等品的要求；采用不同細(xì)度的滑石粉制備的復(fù)合外墻其粘度的變化是先減小后增加，由于HS-218的粒子較粗，粒徑分布較寬，而采用HS-538、HS-638、HS-738由于其粒子較細(xì)在添加同樣的分散劑的量的情況下其越難越分散，會(huì)在一定程度上造成整個(gè)體系粘度的增加；隨著細(xì)度的變細(xì)，制備的漆膜的白度是逐漸增加的，這與滑石粉本身的白度測(cè)試結(jié)果也是吻合的。
4 結(jié)語(yǔ)
4.1 滑石粉HS-218、HS-318、HS-538、HS-638、HS-738其細(xì)度是逐漸變細(xì)的，其吸油量隨著細(xì)度的變細(xì)逐漸增大。
4.2 在外墻乳膠漆中，用不同目數(shù)的滑石制備涂膜的對(duì)比率依次為HS-318、
HS-738、HS-218、HS-638、HS-538，能夠提供最好的遮蓋力的產(chǎn)品為HS-318；
4.3 用不同細(xì)度的滑石粉制備復(fù)合外墻涂料，制備的漆膜的對(duì)比率大小依次為HS-318、HS-738、HS-638、HS-538、HS-218，其粘度是隨著細(xì)度的變化先減小后增加，采用HS-318其粘度最小，漆膜的白度隨著細(xì)度的增加而增加；
4.4 在涂料制備中完全單純的用滑石粉做填料是不合適，達(dá)不到成品實(shí)際要求，但是填料能夠提供一部分的遮蓋力，在涂料配方中可以考慮填料用量最大化以充分利用其遮蓋力。
參考文獻(xiàn)
【1】 陳燕舞.涂料分析與檢測(cè)[M].北京：化工工業(yè)出版社.2009.7
【2】 徐峰.填料在建筑涂料中的應(yīng)用及其發(fā)展[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2006,08:41-44
【3】 GB/T 9757-2009合成樹脂乳液外墻涂料[S].
【4】 楊宗志.粉體粒度對(duì)涂料性能的影響[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2002,06:27-32..
【5】 吳成寶，蓋國(guó)勝，任曉玲，楊玉芬，趙夫濤.不同品種碳酸鈣在外墻涂料中的應(yīng)用[J].中國(guó)粉體技術(shù)，2011,04:17-2.
【6】 唐值賢，王君瑞等.超細(xì)滑石粉在不同涂料中的應(yīng)用及特性[J].上海涂料，2012,11:50-11.
