体质颜料对乳胶漆各项性能的影响

1．前言
体质颜料又叫填料，是乳胶漆的重要组成部分，最早用于在乳胶漆中是为了增加涂料体积（起填充作用）降低乳胶漆成本，随着粉料深加工技术的发展，体质颜料经过改性和精制，就具有了许多其它性能。在配方设计过程中,通过填料的合理搭配可以改善乳胶漆很多性能。填料对乳胶漆主要影响性能有①能有效降低乳胶漆的光泽②能够提高乳胶漆的硬度,耐磨性和抗拉伸强度③可以改善乳胶漆的白度，提高乳胶漆的黏度，提高耐沉降性④在高PVC乳胶漆中可以提高乳胶漆的干膜遮盖力⑤可以提高乳胶漆固体含量,提高漆膜丰满度改善乳胶漆的施工性能⑥可以降低VOC⑦可以改善乳胶漆耐擦洗性,耐沾污性和耐老化性能等。

2．填料的性能
在乳胶漆中常用的填料有水洗高岭土，煅烧高岭土，超细硅酸铝，重质碳酸钙，轻质碳酸钙，滑石粉，沉淀硫酸钡，绢云母粉，硅灰石粉，及最新的不透明聚合物填料等。现将本实验中用的这些填料的主要性能指标列表如下：
编号 填料名称       供应商       目数     密度    吸油量      化学组成                             PH值             折光率
                                                        g/cm3  g/100g

SG     水洗高岭土 湛江理科    1250目 2.63     55           Al2.2SiO2.2H2O                   5                  1.62
DG     煅烧高岭土 山西金洋    2500目 2.7       75           Al2.2SiO2.2H2O                   6                  1.56
CG     超细硅酸铝 天津津信    3000目 2.1       175         Al2.2SiO2                            11                 1.45
ZT      重质碳酸钙 焦岭广福    800目    2.72     32          CaCO3                                 9.5                1.65
QT     轻质碳酸钙 江西广源    1250目   2.7       65          CaCO3                                 10                 1.48
CL      沉淀硫酸钡 贵州毫微    2500目 4.3       20          BaSO4                                   7                 1.64
CH     超细滑石粉 辽宁合山    1250目 2.78     50          3MgO.4SiO2.H2O                  9.5                1.59
CY     超细云母粉 安徽滁绢    1250目 2.7       55          K2O.3Al2 O3.6SiO2.2H2O      8.5               1.58
GS     硅灰石粉     辽宁大顶山 1250目 2.85     35         CaO.SiO2                               10                1.63
JT      不透明聚合物填料 姆哈斯 无      1.03     无          丙稀酸聚合物                          8.5                无

3．实验方法
为了让读者更明显的看到填料对乳胶漆具体性能的影响，笔者采用了常见的外墙中等PVC乳胶漆配方：

配方 颜填料 50 消泡剂 2.0
H2O 220 增稠剂 1.5 防霉剂 5.0
防腐剂 1.0 H2O 5.0 流平剂 5.0
润湿剂 2.0 增稠剂 4.0 H2O 1.0
分散剂 6.0 H2O 40 总量 1000.0
消泡剂 2.0 PH调节剂 1.5
丙二醇 25 成膜助剂 20
金红石钛白粉 200 纯丙乳液 400

4．执行标准和测试结果

试板的状态调节和实验的温湿度符合 GB 9278-88   细度:  GB 1724-79
黏度:  GB 9269-88   对比率:GB 9270-88    比重:  ASTM D1475-85
光泽:  GB 9754-88   耐擦洗:ASTM D2486-96  耐沾污: GB9755-2001附录A
耐老化：GB1865-88

测试结果如下:
检项   水洗高岭土    煅烧高岭土    超细硅酸铝     重质碳酸钙     轻质碳酸钙     沉淀硫酸钡     超细滑石粉     超细云母粉     硅灰石粉     聚合填料

细度
(nm)    40            45             45             40              50             35            50              50            45           25

黏度    
(KU)    86            88             96             88              90             83             89              86            84          95

比重    
g/ml    1.25        1.25          1.24           1.26           1.26          1.27         1.26            1.25         1.26        1.22

光泽
(60度)  26.4         22.1          4.8            21.5           12.2           44.1         19.3           26.7         22.6        63.8

耐擦洗 834         1560          1498         1575          1260           1380        1720          1550        1880       1375

耐沾污 24.4         24.1          14.1          29.5           27.9           33.3         32.0           28.9         33.6        33.0

外墙乳胶漆的的质量除了取决于各项物理性能指标的检验外，用户更关心的是其保护作用，也就是外墙乳胶漆的使用寿命，也就是人们通常所说的保多少年，这就要求外墙乳胶漆漆膜具有较好的抵抗自然气候的破坏作用。检验方法有自然爆晒法和人工加速老化法。本实验采用人工加速老化法，选用紫外线碳弧灯，主要测试了粉化和变色两项指标。经过1200小时测试，所有试样都未出现粉化现象，其变色情况如下表：

5．结论
1) 由于填料深加工技术的发展，填料的细度和粒径分布都比较好，分散性得到了很大提高，经过直接高速达到乳胶漆的细度要求。
2) 填料的化学结构和吸油量对乳胶漆的黏度和光泽有很大的影响，吸油量越大黏度越高光泽越低。合成填料比天然填料更消光。片状结构和针状结构比球形结构更消光。
3) 片状结构和针状结构比球形结构耐擦洗更好。
4) 耐沾污主要由乳液的性质和用量有关，与填料的关系不大，有光乳胶漆耐沾污比较差。片状结构和针状结构比球形结构耐沾污差。
5) 填料对耐老化的影响主要由填料的本身化学性质决定，但相同化学性质的填料，天然的比人工合成的耐老化性好。添加不透明聚合物填料可以提高早期耐老化性能。