白炭黑消光劑在溶劑型塗料中的應用

07-03

——

在塗料中加入顏料或填料，均勻分布於塗料膜中並形成一種微粗糙面。表面顆粒越大，微粗糙程度越大，光澤就越低。有時生產無光塗料使用輕質碳酸鈣或滑石粉等，用量較大，常常超過塗料的臨界顏料體積濃度而使塗膜的物理性能變差，如分層和硬沉澱等現象，使用消光劑可避免這一現象。常用的消光劑分有機和無機2類，無機消光劑主要是白炭黑消光劑，其化學成分是二氧化硅，分為表面經有機物處理和未處理2種。本文著重討論白炭黑消光劑在塗料中的應用。

——

看點

塗料基料的影響

有些塗料基料很難消光，如聚丙烯聚氨酯、長油醇酸樹脂塗料以及聚酯等體系，樹脂體系本身就有高光澤度，要達到消光較難。而木器塗料中的硝基纖維素、短油醇酸樹脂等體系本身就有消光性，與其他塗料相比，白炭黑的用量可減少很多，有些可減少2％-4％。研究表明，不易消光的塗料中摻用某些易於消光的樹脂，可減少消光劑用量，達到同樣的消光效果，並提高漆膜的透明度和乾燥速度.

看點

固化劑的影響

有些塗料消光性與固化劑品種也有較大關係，如採用HDI的三聚體或TDI/HDI的混合三聚體與加成物相匹配，就可因2種物質含量不同而產生不同程度的消光性，酸固化氨基(脲醛)醇酸塗料也能產生消光性，以減少消光劑用量，降低成本，並提高塗膜透明度，而普通TDI-TMP加成物無消光性。由此看來雙組分聚氨酯塗料與固化劑品種關係較大，固化劑使用得當不僅可減少消光劑用量，而且可提高漆膜透明度，降低生產成本，同時也提高漆膜的耐黃變性。

看點

漆膜乾燥方式

塗料表干較慢塗料光澤較高，相反，表干較快則塗膜光澤較低。塗料固體含量較低時，塗膜乾燥時收縮大，表面光澤降低，如用快乾固化劑配套的雙組分聚氨酯塗料，其表干速度比普通固化劑快，其表面光澤降低也快，具有消光性，這也是降低塗料中消光劑用量的一種方法。

看點

4. 稀釋劑的影響

稀釋劑中高沸點成分多，稀釋劑揮發就慢，漆膜的光澤就高；相反，稀釋劑中低沸點成分多，稀釋劑揮發就快，其光澤就低。

看點

5. 助劑

有些助劑用於亞光漆中可輔助消光，如在雙組分聚氨酯塗料體系中加入有機錫作催化劑，對塗膜有較輕微的影響，隨其用量增大，消光性有所改善。再如改善表面手感的各種蠟助劑，在漆膜表面形成凹凸不平的結構，也具有一定的消光作用.

看點

其他因素影響

雙組分聚氨酯塗料交聯密度低，易消光；交聯密度高相對難消光。塗料固體含量高，其光澤較高，尤其是當塗料樹脂比例大時，其消光性變差；相反，固體含量低時，消光性能就好。

看點

白炭黑消光劑的分散

白炭黑形成過程中，羥基會與白炭黑顆粒表面上的一些硅原子相連接，表面成為親水性的，因而易潮解，加上貯存和運輸過程中的堆壓和振動，很容易產生團聚，因而消光劑的分散顯得尤為重要。經過表面處理的白炭黑較易分散。分散要在有高速攪拌的裝置中進行，一般使液體保持層流旋渦狀態。槳葉速度為5～6m/s，時間一般為15～20min，在分散經蠟處理的白炭黑消光劑時，注意溫度控制在50℃以下。

看點

白炭黑消光劑防沉澱

含白炭黑消光劑的木器塗料在貯存中易產生沉澱現象。若塗料黏度較低，沉澱更易產生。沉澱通常有2種：一種是容器底部形成較硬而結實的沉澱物，很難攪勻，難以再形成均勻體系，這種現象明顯影響漆膜質量，降低消光效果，致使表面起粒，手感粗糙，甚至不能使用。另一種是在容器底部形成鬆軟狀沉澱物，經攪拌可形成均勻體系，這種現象不會影響塗膜質量。為避免沉澱，可採取以下預防措施

●高檔消光塗料加入0.5％—2.0％(質量分數)的氣相白炭黑消光劑，就足以防止沉降和起到促進懸浮的作用，如果是經有機物表面處理的白炭黑消光劑效果更佳。●相應地提高塗料體系黏度也能防止沉澱，因為黏度增大，沉降困難；也可以拼人少量的高紗硝化棉以減慢沉降。●分散可從2個方面考慮：一是物理方法分散，一般用砂磨機、球磨機或高速攪拌等機械。這種分散不會破壞白炭黑結構，但可增大其黏度。另一種是加入分散劑使白炭黑通過分散劑與樹脂、溶劑等均勻地混合在一起，達到防沉、防絮凝的目的。經分散的塗料細度一般控制在20-35 μm，塗料的表面可達到良好的消光效果。●進口氣相法白炭黑密度小，且觸變性很好，有很好的懸浮性，但其價格昂貴，到貨周期長。國產氣相法白炭黑亦可達到要求，價格又適宜，到貨又快，可以大部分地替代進口白炭黑消光劑，大大降低成本，又不影響消光效果。對於中低檔塗料，可採用超細或微米級沉澱法白炭黑替代部分氣相法白炭黑消光劑，效果也是可以的，而成本又可再次降低。

白炭黑有2種添加方法：一種是將白炭黑消光劑配製成消光漿料加入到塗料中混合均勻；另一種是白炭黑消光劑以消光粉的形式在任何生產工序中加入並均勻混合。前者局限性較多，如白炭黑吸油量大，濃度受到限制(15％～25％)，使消光劑在成品漆中的濃度受到限制；各種塗料配方不同，需要多種消光漿來調配，比較煩瑣；消光漿作為半成品，要考慮穩定性，且消光漿用的樹脂、溶劑體系不同，只能專配，配成的消光漿放置一段時間會產生沉澱，因此需加入助劑以保持流動性和防止硬沉澱，但添加量小時用消光漿法有利於均勻。後者直接添加比較方便，而且能達到消光效果。