簡 介:
涂料中的消光劑是一類能夠改變涂膜表面光學性能的助劑。這類助劑能夠在涂膜表面產(chǎn)生預期微粗糙度,使涂膜的光澤顯著降低。這對于某些古樸典雅飾面效果的高檔建筑涂料來說是需要的。使用無光涂料可以使用填料(例如輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉等),但所需要的用量較高,常常會超過涂料的臨界顏料體積濃度而使涂膜的物理性能變差。使用消光劑可以避免這一問題。常用的消光劑分有機和無機兩大類。無機消光劑中最重要的品種是二氧化硅消光劑。
種 類:
作為涂料消光劑所用的二氧化硅主要含有二氧化硅,分氣相二氧化硅和沉淀二氧化硅兩類。這兩類二氧化硅的微觀結(jié)構(gòu)都是無定型或玻璃態(tài)。天然的二氧化硅商品為石英粉,只能作為填料應用于涂料中,并無消光效果。合成的二氧化硅是以天然石英砂為主要成分,將其和氫氧化鈉或碳酸鈉在高溫下反應生成硅酸鈉,再經(jīng)過不同的工藝即可以制得氣相二氧化硅或沉淀二氧化硅。與天然二氧化硅相比,合成二氧化硅的純度高、惰性大。
特 點:
易于分散;消光性能好,低加入量就可以產(chǎn)生強消光性能;對涂膜的透明性干擾;對涂膜的力學性能和化學性能影響;在液體涂料中懸浮性好,能長時間貯存,不會產(chǎn)生硬沉淀;對涂料流變性影響小;化學惰性高。
物理性能:
二氧化硅的主要物理性能是粒徑、孔隙率和密度。
合成二氧化硅不是實心顆粒,在微觀結(jié)構(gòu)上是海綿狀的多孔性顆粒,有大量的孔隙,孔隙中充滿空氣。因而,合成二氧化硅的密度很低。高孔隙率的二氧化硅單位質(zhì)量所含的二氧化硅顆粒數(shù)目比低孔隙率低的多。因為光澤度的降低是顆粒效應,所以對于給定粒徑來所,高孔隙率的二氧化硅其消光效果更好。
二氧化硅的平均粒徑分布對于涂料光澤度的降低起重要作用。對于給定涂料和涂膜厚度,在最佳粒徑分布時,消光效果最好。粒徑分布的范圍寬,表明有大量的“細”和“粗”顆粒。這兩類顆粒除了消光效果差外,“細”顆粒還會增大涂料的黏度;“粗”顆粒則會使涂膜表面過度粗糙。
消光原理:
消光原理可以歸結(jié)為兩種:一是增加涂膜表面粗糙度,一是降低底材的反光強度。增加表面涂膜粗糙度來達到消光效果的機理不難理解:當光線照射到一個絕對光滑的平面,光線會沿著同一個方向完全反射,即發(fā)生鏡面反射;當光線照射到一個粗糙表面,光線會沿著各個方向進行反射,即發(fā)生漫反射。如下圖1所示。
當二氧化硅分散到涂飾劑中,其顆粒和體系的兩相之間會形成一個非均相膜,這會造成折射率的不均勻性,底材的光透過這個不均勻的膜其光線強度必有損耗,這樣就會降低底材的反光強度,以此來達到消光效果。在實際應用中,消光效果的實現(xiàn)往往是以上兩種效應的協(xié)同。
應 用:
二氧化硅消光劑在涂料工業(yè)中具有廣泛的應用,其適用的涂料品種優(yōu):水性和溶劑型透明木器涂料(木器清漆)、水性和溶劑型木器涂料、高固體分涂料、酸催化涂料、建筑涂料、電沉積底涂料、織物涂料、乙烯涂料、軍器涂料、墻紙涂料、聚氯乙烯塑料涂料等。