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            不同重質碳酸鈣在聚酯粉末涂料中的應用對比研究
            2023年05月23日    閱讀量:     新聞來源:粉末登場  |  投稿

            「摘要」

            本文研究了白云石、小方解石及大方解石3種不同原礦所生產的同類重質碳酸鈣產品在聚酯粉末涂料中的應用情況。


            結果顯示,以白云石為原礦生產的重質碳酸鈣,其加工性、漆膜光澤度、漆膜白度和對比率等性能均顯著優于同規格的小方解石和大方解石產品。


            來源 | 1.江西廣源化工有限責任公司

            2.江西理工大學冶金與化學工程學院


            引言

            粉末涂料是一種新型的不含溶劑100%固體粉末狀涂料涂料在線coatingol.com。具有無溶劑、無污染、可回收、環保、節省能源和資源、減輕勞動強度和涂膜機械強度高等特點。


            隨著人們的環保意識不斷增強,粉末涂料備受關注。作為粉末涂料的重要組成部分,填料的性質也開始引起了人們的重視。


            一般來說填料應該具備以下性質:

            (1) 不溶于水和有機溶劑,有很好的分散性,無色或白色,不含各種雜質的超細粉粒;

            (2) 耐酸、耐堿、耐候性好;

            (3) 成本低,但不降低涂膜各項性能。

            碳酸鈣是涂料中應用最廣泛的體質顏料,具有價廉易得,產品化學性質穩定等一系列優點。隨著歐盟將硫酸鋇歸入重金屬檢測范疇,出口粉末涂料中硫酸鋇的使用將會受到極大地限制。


            而重質碳酸鈣經過超細化后具有的一定功能性,因此成為替代粉末涂料中硫酸鋇的不二選擇。


            本文選取不同原礦所生產的同類重質碳酸鈣產品通過在聚酯粉末涂料中應用情況進行比較,詳細研究了重質碳酸鈣原礦礦種對聚酯粉末涂料涂膜的光澤度、白度、對比率、鉛筆硬度、附著力等性質的影響。


            01 實驗部分

            ① 實驗原料

            聚酯樹脂(安徽神劍)、TGIC(牛塘化工)、鈦白粉R-902(杜邦)、重鈣(廣源化工)、填料、流平劑GLP-558(寧波南海)、光亮劑GLP-701(寧波南海)、安息香(寧波南海)。


            ② 主要儀器及設備

            掃描電鏡:ΣIGMA型,蔡司場發射掃描電鏡;粒度分析儀:3000E型,馬爾文儀器有限公司;反射率測定儀:C84-III型,上?,F代;光澤度儀:CZ-II型,天津世博;涂膜鉛筆劃痕硬度儀,天津中環;白度儀:WSB-X,杭州大成;漆膜劃格儀:QFH,天津中環。


            ③ 實驗配方

            實驗基礎配方,見表1。

            不同重質碳酸鈣在聚酯粉末涂料中的應用對比研究 涂料在線,coatingol.com

            ④ 實驗工藝

            高混10min——熔融擠出(一區溫度100℃,二區溫度135℃, 熔體溫度125℃)——行星磨粉碎15min——靜電噴涂——200℃下30min烘烤。


            ⑤ 性能測試

            吸油值按GB/T5211.15—1988進行;光澤按GB/T9754—2007進行;白度按GB/T1729—1979進行;對比率按GB/T1726—1979進行;鉛筆硬度按GB/T6379—2006進行;附著力按GB/T9286—1998進行。


            02 結果與分析

            ① 填料的物理性能

            按HG/T3249.2—2008標準測試了來自于不同原礦的7種重質碳酸鈣的基本物理性能指標,測試結果見表2。

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            由表2可以看出,填料的吸油量隨著粉體細度的增加而逐漸增加。同時,原礦的品種對吸油量有一定的影響:同為800目的產品,白云石產品的吸油量明顯低于大方解石和小方解石。


            粉體的白度與填料的細度和原礦的種類有一定關系,一般情況下,原礦相同的情況下,填料的白度隨著細度的增加呈現一定程度的提升。


            表中3000目和6000目的白度較低的原因可能是因為其為濕法產品,在烘干時采用燒煤的熱蒸汽烘干,對粉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明顯高于白云石產品。


            將上述7種填料按照表1中的配方進行實驗,通過觀察產品的加工性能及測定漆膜的光澤、白度、對比率、鉛筆硬度、附著力等指標進行比較,以此判定不同重質碳酸鈣在其中的應用效果。


            具體結果如下:

            從生產過程來看, 在其他參數不變的情況下,同為800目的白云石的下料速度比大方解石和小方解石的速度快,主要是由于方解石本身比較蓬松,假比重小,不利于下料。


            因此,從加工性來看,白云石系列優于大、小方解石系列。最終制得的聚酯粉末涂料的漆膜各項性能指標見表3。

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            由表3可以看出,重質碳酸鈣原礦的種類和細度對漆膜硬度和附著力沒有影響,漆膜硬度都為2H,附著力評級都是0級。


            ② 填料對漆膜性能的影響


            白云石細度對漆膜白度的影響:

            白云石原礦生產的不同細度重質碳酸鈣與漆膜白度的關系如圖1所示。

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            由圖1可以看出,在原礦相同的情況下,漆膜的白度與填料本身的白度呈現很好的正相關性,而與填料的細度無直接關系。


            白云石細度對漆膜對比率的影響:

            不同目數的白云石對漆膜對比率的影響如圖2所示。

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            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的增加整體上呈現一種先上升后下降的趨勢,在1250~1500目區間達到最佳遮蓋效果。


            白云石細度對漆膜光澤的影響:

            不同目數白云石對漆膜光澤的影響如圖3所示。

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            圖3可以看出,原礦相同的情況下,碳酸鈣的細度對于漆膜的光澤起正面作用,在一定程度上,填料越細,漆膜的光澤越高。


            礦種對漆膜白度的影響:

            不同原礦重質碳酸鈣對漆膜白度的影響如圖4所示。

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            由表2可以看出,大方解和小方解的白度明顯高于白云石,但是圖4顯示,白云石的漆膜白度卻是三者中最高,且同為方解石產品,小方解石白度比大方解石高1.2°,而漆膜白度卻比其低了近3°。


            這說明,當原礦不同時,漆膜的白度與填料的白度無直接關系,或者說不能從填料的白度直接預測漆膜的白度。


            礦種對漆膜對比率的影響:

            不同原礦重質碳酸鈣對漆膜對比率的影響,如圖5所示。

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            由圖5可以看出,在細度相同的情況下,在三種不同原礦的碳酸鈣品種中,白云石的對比率最好,其次是大方解石,小方解石的對比率最差。


            礦種對漆膜光澤度的影響:

            不同原礦重質碳酸鈣對漆膜光澤度的影響如圖6所示。

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            由圖6可以看出,細度相同的情況下,不同原礦重質碳酸鈣對漆膜的光澤度有較大影響。


            其中白云石產品光澤度最好,大方解石和小方解石光澤度相當,這可能是因為方解石的吸油量較白云石高的原因造成。


            03 結語

            綜合上述實驗結果可以得出,以白云石為原礦生產的重質碳酸鈣, 將其應用于聚酯粉末涂料中時,加工流動較好,漆膜光澤、對比率、漆膜白度等性能均顯著優于同規格的小方解石和大方解石產品。


            且隨著其細度的增加,漆膜的光澤呈現一定程度上升;隨著白度的增加, 最終漆膜的白度也呈現一定程度的上升;此外,不同種類的碳酸鈣對于聚酯粉末涂料的鉛筆硬度和附著力沒有直接的影響。


            因此在聚酯粉末涂料中針對于碳酸鈣填料,應當優先選擇以白云石為原礦的重質碳酸鈣。

            標簽:工業涂料,今日頭條,涂裝應用,技術中心,粉末涂料
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