硅酸盐作为地壳中分布极广的一种材料,由于其特殊的结构和表面性能,常常作为一种补强性材料应用于建筑涂料领域中。常见的硅酸盐填料有:高岭土、滑石粉、硅灰石、云母等,各类硅酸盐填料由于晶体结构及理化性能的不同,所起到的补强效果也不尽相同。
徐永华等选取高岭土、滑石粉、硅灰石、云母4种常见的硅酸盐填料将其应用在无机外墙涂料中,通过测试涂料的稳定性、耐水性、耐沾污性能、抗开裂以及耐洗刷等指标来评估不同硅酸盐填料在无机外墙涂料中的应用情况。
1、不同硅酸盐填料性能比较
建筑涂料中常用的4种硅酸盐填料的粒径相差较大,这与填料在配方体系中所要求的性能有关。
煅烧高岭土作为钛白粉的最佳延展剂之一,在体系中主要是对钛白粉进行延展,保障钛白粉在体系中的充分分散,最大程度地发挥钛白粉的遮盖能力。同时高岭土本身还能提供一定程度的干遮盖力,因此其粒径一般较细,一般多为目产品。
云母和硅灰石作为典型的异构型硅酸盐填料,在乳胶漆体系中主要是提高产品的抗开裂、耐洗刷等性能。如选用的产品细度太细,云母的径厚比和硅灰石的长径比一般会受机械研磨的破坏而降低,从而影响其补强效果,因此一般粒径不宜过细。
滑石粉由于其堆积密度小、硬度低以及本身的“润滑性”在乳胶漆中主要用于改善产品的施工性能,提供一定的悬浮效果,因此一般粒径满足刮板细度要求的40~60μm即可,粒径过细产品吸油量高,降低了涂料的CPVC。
2、不同硅酸盐填料热贮稳定性测试
4种硅酸盐填料制备的无机外墙涂料热贮30d后黏度增加均<10KU,稳定性均符合产品的使用要求,其中硅灰石和云母的稳定性更优,热贮30d黏度增加均<2KU,高岭土的黏度变化最大。
3、不同硅酸盐填料与重钙漆膜性能比较
在无机外墙涂料配方中添加硅酸盐填料可提高漆膜的耐水性,这主要是由于硅酸盐填料表面羟基含量较多,在漆膜失水干燥的过程中会与硅酸钾进行反应,提高漆膜的交联密度,从而提高了漆膜的耐水性;而碳酸钙表面的羟基含量低,在干燥过程中无法与硅酸钾进行反应提高漆膜的交联密度,因此耐水性较差。
从耐洗刷性能上看,热贮前硅灰石和云母的耐洗刷性能优异,均超过次,滑石粉和高岭土的耐洗刷性能较差,热贮后滑石粉、高岭土和云母的耐洗刷性能下降幅度较大,均超过50%,而硅灰石的下降幅度在40%左右。
从抗开裂性能上来看,在同等情况下,硅灰石和绢云母的漆膜开裂厚度最大,分别为μm和μm,远超高岭土、重钙和滑石粉,这主要是由于硅灰石和云母是典型的异构型填料,在漆膜干燥的过程中,可以显著降低漆膜的体积收缩,提高了漆膜的抗开裂性能。
从耐沾污性能上看,硅灰石和高岭土的耐沾污性能较差,硅灰石主要是由于其针状结构容易造成漆膜表面相对粗糙,而高岭土则主要是由于其吸油量大的原因,在乳液含量不变的情况下,耐沾污性能会受到影响。
资料来源:《徐永华,温云祥,伍林伟,等.硅酸盐填料在无机外墙涂料中的应用研究[J].涂层与防护,,43(06):58-62》,由编辑整理,转载请注明出处!