粉末塗料是一種新型的不(bú)含溶劑100%固體(tǐ)粉末狀塗料。具有(yǒu)無溶劑、無汙(wū)染、可回收、環保、節(jiē)省能源和資源(yuán)、減輕勞動強度和塗膜機械強度高等特點。
隨著人們的環保意識不(bú)斷增(zēng)強,粉末塗料備受(shòu)關注。作為粉(fěn)末(mò)塗料(liào)的重要組成部分,填料的性質也開始(shǐ)引起了人們的重(chóng)視。
一般(bān)來說填(tián)料應該具備以下(xià)性質:
(1) 不溶於水和有機溶劑,有很好的分散(sàn)性,無色或(huò)白(bái)色(sè),不含(hán)各種雜質的超細粉粒;(2) 耐酸、耐堿、耐候性好;(3) 成本低,但不降低塗膜各項性(xìng)能。
碳酸鈣是塗料中(zhōng)應用最廣泛的體質顏(yán)料,具有(yǒu)價廉易得,產品化學(xué)性質穩定等一(yī)係列優點。隨著歐盟將硫酸鋇歸入重金屬檢測範疇,出口粉末塗料中硫酸(suān)鋇的(de)使用將會受到極大地限製。
而重質碳(tàn)酸鈣經過超(chāo)細化後(hòu)具有的一定功能性,因此成為替代粉末塗料中硫(liú)酸鋇的不二選擇。
本文選(xuǎn)取不同原礦所生產的同(tóng)類重(chóng)質碳酸鈣產品通過在聚酯粉(fěn)末塗料中應用情況(kuàng)進行比較,詳細研究了重質(zhì)碳(tàn)酸鈣原礦礦種對聚酯粉末塗料塗膜的光澤度、白度、對比率(lǜ)、鉛筆硬度、附著力等(děng)性質的影響。
1 實驗部分
1.1 實驗原料
聚(jù)酯(zhǐ)樹脂、TGIC、鈦白粉、重鈣、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;塗膜鉛(qiān)筆劃痕硬度儀(yí);白度儀;漆膜劃格儀。
1.3 實驗配方
實驗(yàn)基礎配方,見表1。
1.4 實驗工藝
高混(hún)10min——熔融擠(jǐ)出(一區溫(wēn)度100℃,二區溫度135℃, 熔體溫度125℃)——行星磨粉碎15min——靜電(diàn)噴塗——200℃下30min 烘烤(kǎo)。
1.5 性能測試(shì)
吸油(yóu)值按GB/T5211.15—1988進行;光澤按GB/T9754—2007進行;白度按(àn)GB/T1729—1979進行;對(duì)比率按GB/T1726—1979進行;鉛筆硬度按GB/T6379—2006進行(háng);附(fù)著(zhe)力按GB/T9286—1998進行。
2 結果與(yǔ)分析
2.1 填料的物理性能
按HG/T3249.2—2008標準測試了(le)來自於不同原礦的(de)7種重質碳(tàn)酸鈣的基(jī)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(jiā)而逐漸增(zēng)加。同時,原礦的品種對吸油量有一定的影響:同為800目(mù)的產品,白(bái)雲石產品的吸油量明(míng)顯低於大方解石和小方解(jiě)石。
粉體的白度與填料的(de)細度和(hé)原礦的種類有一定關係,一(yī)般情況下,原礦相同的情況下,填料(liào)的白度隨著細度的增加(jiā)呈現一定程度(dù)的提升。
表中3000目和6000目的白度(dù)較低的原因可能是因為其為濕法產品,在烘幹時采(cǎi)用燒煤的熱蒸汽烘幹(gàn),對粉(fěn)體的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(dù)明顯高於白雲(yún)石產品(pǐn)。
將上述7種填料按照表1中的配方進行實驗,通過觀察產品(pǐn)的加(jiā)工性能(néng)及測定漆膜的光澤(zé)、白度、對比率、鉛筆硬度、附著力等(děng)指標進行比較,以此判定不同重質碳酸鈣在其中的(de)應用效(xiào)果,具體結果(guǒ)如下(xià):
從生(shēng)產過程來看, 在其他參數不變的情況(kuàng)下,同為800目的白雲石的下料速度比大方解石和(hé)小方解石的(de)速度快,主要是由於方解石本身比(bǐ)較蓬鬆,假比重小,不利於下料。
因此,從加工性(xìng)來看,白雲石(shí)係(xì)列優(yōu)於大、小方解石係列。最終製得的聚酯粉末塗料的漆膜各(gè)項性能指標見表3。
由表3可以看出,重質碳酸(suān)鈣原礦的種類和(hé)細度對(duì)漆膜硬度和附著力沒有影響,漆(qī)膜硬度都為2H,附(fù)著力評級都是0級。
2.2 填料對漆膜性能的影響
2.2.1 白雲石細度對漆膜白度的影響
白雲石原礦生產的不同細度重質碳酸鈣與漆膜白度(dù)的關係(xì)如圖1所(suǒ)示。
由圖1可以看出(chū),在原礦相同的情況下,漆膜的白(bái)度與填料本身的(de)白度(dù)呈現很好(hǎo)的正相關性,而(ér)與填料的細度無直接(jiē)關係。
2.2.2 白雲石細度對漆膜對比率的影響
不同目數的白雲石(shí)對漆膜對比率(lǜ)的影響如圖2所示(shì)。
由圖2可以看出,在原礦相同的情況下,漆膜的對比率隨著碳酸鈣細度(dù)的增加整體上呈現一種先(xiān)上(shàng)升後下降的趨勢,在1250~1500目區間達(dá)到最佳遮蓋效果。
2.2.3 白(bái)雲石(shí)細度對漆(qī)膜光澤的影響
不(bú)同目數(shù)白雲石對漆膜光澤的影響如圖3所示。
圖3可以看出,原礦相同的(de)情況下,碳酸鈣的(de)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(qī)膜白度的影響
不同原礦重(chóng)質碳酸鈣對漆(qī)膜白(bái)度的影響如圖4所示(shì)。
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(shì)圖4顯示,白雲石的(de)漆膜白度卻(què)是三者中最高,且(qiě)同為方解(jiě)石產(chǎn)品,小方解石白度比大方解石高1.2°,而(ér)漆膜白度卻比其低了近3°。
這說明,當原礦不同時,漆膜的白度與填料(liào)的白度無直接關係,或者說(shuō)不能從填料(liào)的(de)白度直接預(yù)測漆膜的白度(dù)。
2.2.5 礦種對漆膜(mó)對比率的(de)影響
不同原礦重質碳(tàn)酸(suān)鈣對漆膜對比率的影響(xiǎng),如圖5所示。
由圖5可以看出,在細度相同(tóng)的情況下,在(zài)三種不同(tóng)原礦的碳酸鈣品種中,白雲石(shí)的對比率最好,其次是大方解石,小(xiǎo)方解石的對比率最差。
2.2.6 礦種對漆膜(mó)光澤度的影響
不同(tóng)原礦重質碳酸(suān)鈣對漆膜光澤度的影響如圖6所示。
由圖6可以看出,細度相同的情況下,不同原礦重質碳酸鈣(gài)對漆膜的光澤度有較大影響。
其中白雲石產品光澤度最好,大(dà)方(fāng)解石和小(xiǎo)方解石(shí)光澤(zé)度相當(dāng),這可能是(shì)因為方解(jiě)石的吸油量較白雲石高的原因造成。
3 結語
綜合上述實(shí)驗結果可以得出,以白雲石為原礦(kuàng)生產的重質碳酸鈣, 將其應用於聚酯粉末塗料中(zhōng)時,加工流動較好,漆膜光(guāng)澤、對比率、漆膜白度等性能均顯著優於同(tóng)規格(gé)的(de)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(yī)定程度上升;隨著白度的增加, 最終漆(qī)膜的白度也呈(chéng)現一定程度的上升;此外,不同種類的碳酸鈣(gài)對於聚酯粉(fěn)末塗料的鉛筆硬度和附著力沒(méi)有直接的(de)影響。
因(yīn)此在聚酯粉末塗料中針(zhēn)對於碳酸鈣填料,應當優(yōu)先選擇以白雲石為原(yuán)礦的重質碳酸鈣。