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镁化合物。常用的有滑石粉,其次是沉淀碳酸镁等。滑石粉的化学组成是3MgO?4SiO2?H2O,是天然存在的层状或纤维状无机矿物。密度2.65g/cm3,吸油量20%~40%。能提高涂膜的柔韧性、硬度及黏度等,降低透水性。粒度为1250目的滑石粉在粉末涂料中主要用作砂纹产品的砂纹剂(主要成分是高熔点蜡)的辅助性填充剂(常被简称砂纹助剂)。
硅化合物。包括粘土、硅土、白炭黑等。石英粉属硅土类,是天然的二氧化硅,质地坚硬耐磨性强,缺点是不易分散,容易沉淀。硅藻土比石英粉软而细,化学性质稳定。硅类体质颜料由于孔隙率较高、吸油量较大,常用来做消光作用填料使用,特别是沉淀白炭黑在溶剂型涂料充当消光剂使用。硅类体质颜料硬度高,可以作用粉末涂料的增硬填充剂。另外,硅类体质颜料具有极高的耐高温性能,又在高温下与铝粉颜料发生化学反应,故常用作耐高温的功能性填充料。而气相白炭黑,具有特殊的晶体结构,常用作粉末涂料后加的流化剂。
复合无机体质颜料。复合无机体质颜料是指两种以上无机物组成的化学成分复杂的无机体质颜料。复合无机体质颜料按其形成方式可分为天然复合无机体质颜料和人工复合无机体质颜料。现代新型粉末涂料产品不仅要求非金属矿物体质颜料具有增量和降低材料成本的基本功能,更重要的是能够填充材料的性能或具有补强和增强的功能。粒径微细化、化学成分和晶体结构复杂化、表面活化被认为是提高无机体质颜料的填充增强和其他性能的主要技术途径。由于不同类型无机体质颜料的颗粒形状、化学组成和晶体结构及物理化学性质的不同,其对填充高聚物基复合材料的力学性能、热学性能、电学性能及加工性能等的影响也不同,将两种以上无机体质颜料进行复合和表面改性,使体质颜料体系的体相结构复杂化和表面活化,在填充时取长补短、相互配合,可实现无机体质颜料填充性能的优化。由于人工复合无机体质颜料具有设计或调节体质颜料化学组成、颗粒形状及晶体结构的优势,能够更好地满足复合材料高强度和高性能的要求,因而是未来无机体质颜料主要的发展方向之一。总之,体质颜料的化学成分决定了其基本的物化性能,不同的产品应根据自身特点选择相应的体质颜料,如硅酸铝的化学惰性,使其成为超耐候粉末涂料的 。但其的吸油量与分散性又限制了其在耐候性粉末涂料的用量。
从粒径上划分 体质颜料通常是无机粉体材料,粉体材料的颗粒大小分布可以很广,可以从纳米到毫米,因此在描述材料粒度大小时,可以把颗粒按大小分为纳米颗粒、微米颗粒(超微颗粒、微粒、细粒)、粗粒、粗状物等等种类(图3)。纳米材料的颗粒颗粒大小一般在0.1nm~100nm尺寸范围,微米颗粒大小一般在0.1μm~100μm的尺寸范围内,100μm~1mm 为粗粒材料,大于1mm即为粒状物材料。体质颜料也可以根据粉碎加工技术的深度和粉体物料物理化学性质及应用性能的变化,一般将细粉体和微细粉体划分为10~100μm(细粉)、0.1~10μm(超细粉)和0.001~0.1μm(超微细粉)三种。粉末涂料按如上划分属于微米级颗粒产品,通常平均粒径分布在10~90μm范围之内,小于10μm称为超细粉,在于90μm称为粗粉。
从体质颜料粒形及晶体结构上划分 体质颜料颗粒形状。体质颜料供应的粒子大小范围从0.01到44μm有不同的形状,包括球状、纤维状(或针状)和片状等,不同形状的体质颜料在各种聚合物中表现出不同的作用效果。粒子形状影响颜料的堆积、涂膜的柔软性、开裂弥补等,粒子尺寸和粒子尺寸分布影响遮盖力、粘度、涂膜孔隙率、基料和表面活性剂的需求量、光泽、细度等。体质颜料是否与基料起反应关系到盐水喷雾,起泡,抗腐蚀和开裂。一般来说,纤维状、薄片状的体质颜料有助于提高制品的机械强度,但不利于成型加工。反之,球状体质颜料可以改善制品的成型加工性能,但却可能使机械强度下降。体质颜料是通过磨碎矿石或分裂石头的形状,或通过化学沉淀并根据需要再精制和尺寸分级过程来制造。它们的尺寸分离是采用湿法或干法过筛、浮选、离心分离等手段。原料的来源及处理过程将影响颜料的性能。
片状增电剂户外粉末涂料专用高光亚光通用
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