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原材料知识培训,建筑漆研发部 2017-03-21编制,涂料基础知识培训目录,一、颜料二、填料三、成膜物四、助剂五、抗冻剂、成膜剂一、原材料的贮存二、原材料的运输及搬运三、人员防护四、使用要求及操作中注意事项,第一章 原材料分类,第二章 原材料应用注意事项,第一章 原材料分类,一、颜料概述1.颜料定义及分类,1.1定义颜料是一种有色的细颗粒粉状物质，一般不溶于水、油、溶剂和树脂等介质中，能分散于各种介质中。它具有遮盖力、着色力，对光相对稳定，常用于配制涂料、油墨、以及着色塑料和橡胶，因此又可称是着色剂。,1.2颜料与染料的区别（1）溶解性，在使用过程中，染料是溶解的（有些染料也不是完全溶解，例如分散染料），颜料是不溶解的，或者说溶解度非常低。溶解性是个非常重要的指标，决定了颜料的很多性能，例如渗色、迁移等。有时为了提高某些使用性能，颜料在使用介质中需要增加一定的溶解度。某些颜料化的方法，也是利用颜料的溶解性。（2）颜料在使用过程中是有晶型和粒子形态的，并且对颜料的颜色性能及应用性能起决定性作用。染料则没有这方面的要求。,1.2颜料与染料的区别,（3）颜料的颜色基本代表了在使用介质中的颜色，只是随着冲淡比例的变化产生色光上不同的变化，但是根本颜色不会改变，也就是说，颜料在介质中的颜色就是颜料颗粒本身的颜色。染料在使用时要发生化学反应，所以它本身色粉的颜色与染色后的颜色会不同。,1.3颜料分类,颜料从化学组成来分，可分为无机颜料和有机颜料两大类，就其来源又可分为天然颜料和合成颜料。天然颜料以矿物为来源，如：朱砂、红土、雄黄、孔雀绿等等。以生物为来源的，如来自动物的：胭脂虫红、天然鱼鳞粉等；来自植物的有：藤黄、茜素红、靛青等。合成颜料通过人工合成，如钛白、锌钡白、铅铬黄、铁蓝等无机颜料，以及大红粉、偶淡黄、酞菁蓝、喹吖啶酮等有机颜料。以颜料的功能来分类的如防锈颜料、磁性颜料、发光颜料、珠光颜料、导电颜料等。以颜色分类，则是方便而使用的方法。如此颜料可分为白色、黄色、红色、蓝色、绿色、棕色、紫色、黑色，而不顾其来源或化学组成。,有机颜料类型,苯并咪唑酮类,偶氮缩合类,喹吖啶酮类,苝类,异吲哚酮和异吲哚啉类,蒽醌类,二噁嗪类,吡咯并吡咯二酮,改性酞菁类,1.4有机颜料与无机颜料的性能差异,2.颜料的性能指标,2.1 着色性能（1）颜色的色光（色相）很久以来，视觉判断一直是基本的有优势的颜色评价方法，依靠专业的色彩人员个人训练过的眼睛。什么人的眼睛可以作为标准？通常情况下很难界定。颜色评价技术的发展，已经形成较科学的评价体系，例如使用测试仪，可以做到定性和定量的用数据来描述颜色。一个颜色的定义，靠口头是不能描述清楚的，例如，“红色”，什么叫做红色，即使你使用再多的修饰词，例如“洋红”、“砖红”、“波尔多红”，也并不准确。要制作出一个颜色的样品，例如色卡，就比较直观的定义了一个颜色。对于实际应用来说，人们更习惯于根据需要的颜色，确定一个标准的颜料，然后根据特定的分散体系，将待测的样品与标准样品，分别制作成一定颜色深度的着色样品，然后比较试样与标准样的色差。常用的颜色系统有CIE*LAB系统，和XYZ三刺激值系统，可以相互转换。,2.颜料的性能指标,（2）着色力着色力的概念，有绝对着色力和相对着色力。绝对着色力，是基于颜料的吸光性，即在最大吸收波长或在整个可见光谱的总体吸光系数（后者可以按照不同光谱的分量）。相对着色力，是样品与标准品之间，吸光系数进行比较得到的相对值。在达到相同色深时，样品颜料的数量与标准颜料数量相匹配的比值。不是总能找到精确的匹配，因为两者之间存在色光的固有差异，这种差异不能仅靠数量来消除，其颜色差异可以通过CIE*LAB系统表述出来。颜料的色力根据颜料的应用条件，即展色方法不同，以及测定方法、评价方法不同，会有不同的结果。,2.颜料的性能指标,（3）遮盖力或透明度是指颜料介质层隐藏底材颜色差异的能力，定义是一个确定数量的颜料着色的涂料，完全遮盖的面积，也可以指遮盖一个底材需要的涂层的最小厚度。一个涂层要有效的遮盖底材，必须要散射，散射的数量与涂层的厚度、涂层内光的吸收、底材的颜色差异的大小有关。,2.颜料的性能指标,2.2 耐溶剂性和各种应用牢度按照颜料的定义，应该在应用介质中不溶，但是绝对不溶是不可能的，根据介质不同或加工条件不同，或多或少会有些可溶性，因此在载体中的溶剂达到一定量的时候会出现重结晶、渗色、喷溢等，阻止颜料的溶解非常重要。控制颜料在介质中溶解性的因素包括：溶剂的选择、颜料的化学结构、粒子尺寸，加工温度。检测颜料抗某种溶剂的一个试验方法：将颜料色粉用一片滤纸卷起，放在一个试管中，加入溶剂，颜料和溶剂的重量要确定。室温放置24小时，溶剂被染色的程度用来评价颜料的耐溶剂性。这个方法不能完全代表实际应用，但是可以判定趋势，有指导性。如果颜料有明显的溶解，颜料用在含有这种溶剂的介质中，就会发生颜色、流变性、牢度等的问题。,2.颜料的性能指标,2.2 耐溶剂性和各种应用牢度2.2.1 耐水性、耐皂洗、耐碱、耐酸：有两个方面的含义，一个是在这些介质中的化学稳定性，第二个是在这些介质中的溶解性。概念不用过多的解释。主要是针对颜料的加工环境以及应用环境而言，例如滤饼的挤水转相过程，需要颜料要耐水，油墨印刷时要求颜料耐水，或碱水。再如，外墙涂料要求耐水泥或石灰的碱性，汽车洗涤要求汽车漆耐碱水和洗涤剂等。一些色淀颜料，或颜料上含有游离的酸或碱性基团，在酸或碱中会形成盐，发生颜色的改变等。这些性能的检测，都有标准的检测方法，对其评价是按照级别15级，5级最好。要根据应用确定适当的检测方法，颜料直接暴露在酸碱等材料中，比颜料和漆料制作成涂层，然后再接触酸碱等，得到的结果会很不同。,2.颜料的性能指标,2.2 耐溶剂性和各种应用牢度包装物的印刷根据包装材料和所包装的物品，要求的各种牢度很多，如耐奶酪、耐油、耐蜡、耐药品、耐消毒剂、耐蒸煮、热封口（包括印层颜色变化及对印膜的物理损坏、粘到仪器上）、耐覆膜和碾印等等，都要进行专项的检测。2.2.3 纺织牢度 主要指染色的纤维丝，或印染的纺织物，在加工过程或应用中保持颜色的能力。如缝纫、洗涤耐水、耐过氧化剂、耐次氯酸漂白、耐排汗（含酶）、摩擦、熨烫、干洗、溶剂、酸碱、耐保险粉、热压试验等。,2.颜料的性能指标,2.3 迁移性是指发生渗色和起霜现象。起霜是指溶解的颜料从应用的介质中迁移到表面，擦去后，还会出现。渗色是指，类似的材质接触时转移过去颜色。迁移的程度与颜料的化学结构和粒子分布、含量有关。迁移是与被着色全部组分都有关系，如增塑剂、聚合物、稳定剂。2.4 对颜料应用时的加工过程的影响2.4.1 Plate-out（延展性）：混炼或碾压时，颜料在加工设备表面或本体系表面沉积颜料，一旦颜料膜擦掉，不会再出现。原因是润滑剂、增塑剂、稳定剂等与PVC介质之间相容性差，迁移到体系表面，把颜料粒子也带出来。（避免的办法是降低加工温度和颜料含量，以及加入硬化剂。）,2.颜料的性能指标,2.4 对颜料应用时的加工过程的影响2.4.2 Overpigmenrtation/Chalking（粉化或颜料溢出）：主要指颜料载体不能把颜料完全包裹住，颜料超过临界体积浓度，颜料跑到漆膜的表面。原因：（1）颜料含量过高，或树脂含量过少；(2)加工过程有问题，没有将颜料包裹进去；（3）颜料比表面积较大，同原因(1)；（4）树脂载体耐光耐候差。（5）颜料耐光耐候差。粉化：含二氧化钛的着色涂料发生风化。机理是在潮湿条件下，对光敏感的二氧化钛在颜料和漆料之间发生作用，加大了在日光UV辐射下的漆料损坏。随着风化时间增加，颜料与介质分离，损坏了漆膜表面，以前分散好的颜料跑到涂膜的表面。颜料或载体材料耐候不好，促进发生粉化。,2.颜料的性能指标,2.4 对颜料应用时的加工过程的影响2.4.3 扭曲变形/聚合物中的成核作用在聚合物冷却的过程中，颜料成为聚合物的结晶核心，使聚合物发生结晶，从而造成变形。颜料粒子的形状也对成核效果有影响。2.5 耐光和耐候2.5.1 耐光：颜料经过日光曝晒后，保持起初颜色的固有能力，测定要将颜料结合分散体系，不能仅曝晒颜料。大多数无机颜料和所有有机颜料，光照后都会变色。着色的体系对光敏感的因素包括：颜料的化学结构、物理参数（粒子分布、晶型）、体系中其他组分的性质。耐光的检测已经使用氙灯作光源的标准仪器，评价也有色差评价替代了兰卡标准。基料、底材、颜料体积浓度、图层厚度、添加剂对检测结果都有影响。,2.颜料的性能指标,2.5 耐光和耐候1.5.2 耐候：光不是使颜料改变的唯一原因，其他因素如大气中水（甚至微量的）、气体、工业排放物、气候的改变等，这些因素结合，比仅有光照造成的破坏性要大。颜料着色的涂料体系抵抗气候中各种化学和物理因素（也包括光在内）的性质。耐候的检测要求特定的环境，如光照强度、温度、湿度、沉淀物、氧气含量、空气组成等条件，会随着每天、每个季节在变化，在地球上的经纬度、高度，与工业区的接近程度等都有影响。因此在几个国家形成了工业标准。加速老化仪，模仿户外环境，但是对于颜色相似，化学结构不同的颜料，在氙灯下和日光下，曝晒得到的结果不同，原因是颜料对光谱的敏感差异，特别是在UV区域。,2.颜料的性能指标,2.6 热稳定性 主要是塑胶行业、纤维原浆着色的加工行业，一般要260320，对有机颜料来说，是个致命的天生缺陷。仅有少数可以耐这个温度。大多有机颜料耐温仅100多度到200以下。颜料的热稳定性有系统依赖性，不仅指介质的化学组成，还包括加工条件、分散程度、颜料含量。在一个着色系统中，热变色的原因有：颜料热分解 颜料与介质的化学反应 颜料溶解在介质中 颜料物理性质发生改变，如结晶转变，粒子尺寸,2.颜料的性能指标,2.7 流动性 一个体系的粘度，是整个组分决定的，包括各种组分之间的作用、成分的选择、分散条件，其中重点强调颜料的分散条件，如团聚体的打开、应用介质的润湿、分散程度、表面关系。颜料的影响因素包括：浓度、比表面积、颗粒形状、表面结构。2.8 粒子分布与着色介质的应用性能 2.8.1 色力：在一定范围内，（如果没有发生颜料的自身散射时，即浓度低，或有TiO2冲淡）随着颜料粒子的减小，色力提高，但是达到半透明点以后，色力不会继续提高。（在透明体系中，有不按照这个规律的现象）。2.8.2 色调：粒子尺寸的增加，颜色的变化规律：黄色红移，橙色红移，黄光红色蓝移，蓝光红色黄移，棕色红移，紫色蓝移，蓝色红移。,2.颜料的性能指标,2.8 粒子分布与着色介质的应用性能2.8.3 遮盖力、透明性 相关因素：颜料的吸光系数（色力高的颜料，遮盖也高）、颜料与漆料的相对折射率、颜料分散程度、颜料散射系数。散射率跟颜料粒子的关系，在某个粒子尺寸，遮盖力有一个最大值，这个值要根据实际经验检测得到。这个尺寸往往与色力最高值的粒子尺寸不同。Dmax=2.1（npnb）2.8.4 耐光、耐候性：颜料粒子越大，耐光耐候越好。2.8.5 分散性：颜料粒子分布窄的比分布宽的易于分散，颜料粒子大的易于分散，不是这么简单，分散是个复杂的过程。颜料粒子的大小与分散过程、再团聚、絮凝（浮色、发花）等有影响。,2.颜料的性能指标,2.8 粒子分布与着色介质的应用性能2.8.6 光泽：与颜料分散和尺寸分布有关。粗粒子的光泽暗。2.8.7 耐溶剂和耐迁移性：粒子增大，溶解性降低，耐迁移增强。2.8.8 流动性：粒子增大，提高流动性，降低粘度。2.9 颜料的分散颜料的分散能力与很多因素相关：a.与颜料特征相关的因素：化学组成、结晶形态、粒子分布、粒子形状、表面结构、制作颜料粉的加工过程，特别是干燥和研磨过程。b.漆料及其组分的物理、化学性质，包括极性、分子量、粘度、各个组分之间的相容性。c.固体或液体添加剂的物化性质 d.颜料漆料的界面关系,2.颜料的性能指标,生产商要提供给颜料使用商产品质检单，其中着重描述的项目是关于颜色方面的指标。实际上作为使用者，只能将直接由生产商移交过来的有关颜料的相关指标，甚至是颜色的测定作为参考，不能作为能否直接使用的依据，实际应用都应该进行检测，即经过跟使用过程类似的检测过程，特定应用条件下测试的结果，能否应用于其他条件等。作为颜料供应商，有必要跟客户说明这一点，不能以客户没有检测能力为由，就将可能的责任归于颜料制造商，这种做法不仅不能免除不必要的事故，而且是不公平的。,二、填料概述填充颜料(填料)从名称上看可能就会被人忽视。但实际上，填料对大多数着色涂层的性能均有很大影响。填料是一类在介质中以“填充”为主要作用的微细颗粒状物质，不溶于分散介质中，也称体质颜料。填料干粉的外观大多为白色或浅灰色，一般其在介质中遮盖力、消色力均很低。通过在介质中加入填料，可有效改变介质中的非颜色性的物理和化学性质。填料不仅能保证涂料具有良好的遮盖力、丰富的色彩，还能赋予涂膜与施工各项其他特殊功效。作为涂料的填料必须对分散性、白度、颜色、遮盖力、着色力、吸油量、粒度分布、耐酸碱性、耐光性、耐候性及耐温性等根据用途进行要求和规定。作 用：填料在涂料中主要有两方面作用：一是“填充”作用，降低成本；二是通过加入填料改变涂膜或漆料的物理和化学性质。现代涂料技术更加重视填料的第二方面的作用，如通过选择不同种类和数量的填料，可有效改善涂料的贮存性能和施工性能，提高涂膜的机械强度、耐磨性、耐水性、抗紫外线性、隔热性和抗龟裂性等。,填料主要作用,二、填料概述实用填料的粒径范围是0.0144m，形态有球形、针状、纤维状和片状。填料粒子形态影响其吸油量、涂膜的柔韧性和龟裂性等。粒径和粒径分布影响遮盖力、粘度、涂膜孔隙度、介质和表面活性剂需求量、光泽和细度等。填料与涂料基料之间反应性是很重要的，它将影响涂膜的耐盐雾、起泡、锈蚀和龟裂性能。填料是通过研磨天然矿石，或通过化学沉淀后再加工精制和粒度分级而制得的，其分离过程包括用湿法或干法筛分，浮选和离心分离。原料和加工工艺可能影响其颜料性能。主要品种：在涂料中使用的体质颜料主要品种有天然的碳酸钙、重晶石粉、石英粉、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石、白云石、凹凸棒土（含水硅酸镁铝）以及人工合成的轻质碳酸钙、沉淀硫酸钡、合成硅酸钙、硅铝酸钠等品种。,二、填料概述1.碳酸钙或白土：CaCO3内用或外用涂料中，这是一类最常用的填料，作用在于控制涂料的光泽、防霉、稠度和降低成本。碳酸钙有天然和人工合成(沉淀法生产)两种类型，粒径范围极广，0.0544m都可适用。天然碳酸钙用量很大，因其价格便宜，在有些用途中是相当合适的。粒径较粗的品种只限制用于腻子、嵌缝浆、金属用底漆和其它高颜料份、要求流动和粗糙面的制品中。粗粒径碳酸钙消光能力很低。中等粒径品种主要用于内用平光和半光涂料以及房屋用涂料。细粒径品种大部份是通过沉淀法生产的，用于印刷油墨。通常是将两种粒径的碳酸钙配合使用以获得性能平衡。天然碳酸钙填料的原料有石灰石、大理石。大多数品种CaCO3含量为95%99%。有些品种是干磨后再经浮选而制备的。较细的是用湿磨，随后再通过沉淀或离心法分级。许多品牌之间的粒形、平均粒径、粒径分布和纯度差别很大。,碳酸钙CaCO3种类,二、填料概述1.碳酸钙或白土：CaCO3碳酸钙是碱性物质，在水基涂料中可起到缓冲剂作用，但不能与对碱敏感性彩色颜料一起共用，如铁蓝和铬绿；也不能用于可能遇有水溶性铁盐或铜盐之场合。碳酸钙不能用于酸性催化的三聚氰胺聚酯烘漆，因为会与催化剂发生中和反应。沉淀或合成碳酸钙填料的CaCO3含量为98%99%，其粒径小，粒径分布狭窄，吸油量高，亮度高于天然产品。其中更好品牌的粒径范围为0.03-8m，正属于胶体范围。有报道说，对于内用乳胶漆和纸张涂层遮盖力来看，其最佳粒径约为0.2m。沉淀碳酸钙最适用于需要最高干遮盖力的场合。有些品种经过松香或脂肪酸表面处理，进一步改进了其湿润和分散性能，用于有光涂料中也无明显失光倾向。在有些配方中能降低表面孔隙的渗透性，因而提高了头道涂层的封闭作用。,二、填料概述1.碳酸钙或白土：CaCO3沉淀碳酸钙（轻质）是指用化学方法合成的碳酸钙，其白度在90%左右，密度2.6g/cm3.重质碳酸钙是以天然方解石、石灰石、白垩、贝壳为原料，用机械的方法将其磨碎，并达到一定的细度。,二、填料概述2.硅酸镁或滑石粉：2MgO4SiO2H2O滑石粉是将天然滑石粉矿粉碎而成，其主要成分为水合硅酸镁，为白色鳞片状结晶，并含有纤维状物，含有杂质者呈淡黄色、淡绿色、淡蓝色等。滑石粉晶体属单斜晶系，呈六方形或菱形。滑石粉中与氧结合的镁原子夹在两个片状二氧化硅之间，形成层状结构，相邻层之间依靠弱的范德华力结合在一起，当有剪切力作用时，层间容易分离。滑石粉是已知矿物中最软的，莫氏硬度1，密度2.72.8g/cm3，化学性质不活泼，在加热至900高温时仍稳定，非导电体，有滑腻感。滑石粉其片状结构对其应用具有决定性的影响。其吸油量也比球状填料大，能影响涂料的黏度和流变性质，通常表现出结构黏度的性质。在临界PVC以下，滑石粉几乎没有遮盖力，一旦超过临界PVC时，其遮盖力变大。与云母相比，滑石粉的增强效果没有那么显著，但却可以降低裂纹敏感性。,二、填料概述2.硅酸镁或滑石粉：2MgO4SiO2H2O在用于典型的内墙涂料时，可提高耐擦洗性；用于防腐涂料时，由于延长了腐蚀物质的扩散路径，可改善防护效果；与沉淀硅酸盐相似，滑石粉也可以充当颜料的隔离剂，提高颜料的着色效果。滑石粉的干粉亮度高，在水性和油性系统中的色相均较好。滑石粉在所有液体涂料中都容易湿润和分散，分散过程中仅需要适度的搅拌。滑石粉在涂料中具有优异的悬浮性，也能有助于体系中其它颜料保持悬浮状态。其缺点在于易于粉化，因此必须选择适当用量。滑石粉可应用于多种工业涂料中，尤其是底漆。钢材结构用底漆可全部或部份用滑石粉，可改进涂料的沉淀性、涂膜的机械力以及再涂覆性。许多制品和闪烘底漆和运输工具用漆优先选用滑石粉。包括滑石在内的片状硅酸镁因其能提高打磨和抗水性能，所以适用于金属底漆，其中抗水性能可能源自片状粒子延伸了湿气通过涂膜的途径。,二、填料概述3.硅酸铝或瓷土、高岭土：Al2O32SiO2nH2O高岭土通常也称瓷土、中国黏土，主要矿物成分为高岭石，它是各种结晶岩破坏后的产物，它也是片状结构。由于其电荷分布的作用，高岭土在水介质中形成不很稳定的结构。电荷的分布是这样的，即在片状颗粒的边缘带正电，表面带负电。如果用量大，这种作用会形成凝胶，造成涂料不能流动，且会受到浸润剂和分散剂的抑制。一般加入高岭土，可以改善触变性和抗沉淀性。一般加入高岭土，可以改善触变性和抗沉淀性。煅烧黏土对流变性能没有影响，但却可以像没有经过处理的黏土一样，具有消光作用、增加遮盖性和增加白度，这些都类似于滑石粉。高岭土一般吸水性较大，不适合提高涂料的触变性，不适合于制备憎水性涂膜。高岭土产品粒径在0.21m之间。粒径大的高岭土吸水性小；消光效果好，粒径小的高岭土（1m以下），可用于半光涂料和内用涂料。,二、填料概述3.硅酸铝或瓷土、高岭土：Al2O32SiO2nH2O高岭土可分为煅烧高岭土和水洗高岭土。一般来说，煅烧高岭土的吸油量、不透明性、孔隙率、硬度和百度都高于水洗高岭土。由于其片状体能增强涂膜机械力，所以瓷土能赋予涂膜柔软性。如果用于房屋涂料，抗粉化性比滑石粉更强。瓷土已广泛地应用于金属底漆，以提高其打磨性能。粒径极细高岭土，用于彩色半光和有光涂料中能降低浮色和漂浮倾向。在溶剂型涂料中，有些品种瓷土容易沉底结块，但经过煅烧和表面处理后的品种可克服上述弊端。由于瓷土亲水，所以是水性涂料用的良好的填料，它们在水性涂料中具有很好的悬浮性能，容易分散，且赋予涂膜良好的刷涂和流平性。瓷土通常与其它填料一起配用。,煅烧高岭土和水洗高岭土性能对比,二、填料概述4.硫酸钙：CaSO4和CaSO42H2O这类填充颜料以两种基本形态存在：无水石膏和石膏(或石膏粉)。在涂料工业中广为应用的只有第一种形态。无水石膏可通过煅烧石膏而制得。无水石膏色泽明亮，在涂料中分散良好，可用于一些有光涂料以及要求其特殊性能的其它类型产品中。无水硫酸钙稍溶于水并形成石膏，所以在乳胶漆中应用贮存时会形成细长状结晶体。然而正是这种水溶性使其能与乳胶漆中某些组份反应，因而无水石膏粉的应用十分有限。,二、填料概述5.重晶石或硫酸钡：BaSO4硫酸钡填充颜料有两种形态：天然产品成为重晶石粉，合成产品成为沉淀硫酸钡。它对光的吸收能力高，可以吸收X射线，外观是致密的白色粉末，密度较大，为4.34.5g/cm，也有的资料认为在4.04.9之间。通常密度越大的体质颜料其折射率就越大，硫酸钡的折射率也达到了1.631.65，表现出颜色较白，具有一定的遮盖力，其化学隋性高，即使强酸、强碱性条件下其化学稳定性极佳，使其在抗化学性涂料中应用极广、经济价值较高。硫酸钡耐酸、耐光、耐热性能均及佳，熔点高达1580，不溶于水，吸油量低，天然产品吸油量在9g/100g左右，合成产品为1015g/100g。,二、填料概述5.重晶石或硫酸钡：BaSO4天然产品硫酸钡纯度为85%95%，粒度较粗，粒度分布宽，一般为2.030m。合成产品硫酸钡纯度通常都大于97%，粒度小，分布均匀，一般在0.3m到几微米之间。重晶石粉在涂料工业中主要用于底漆中，利用它的低吸油量，耗漆量少，可制成厚膜底漆，填充性好、流平性好、不渗透性好，增加涂膜硬度和耐磨性。合成硫酸钡性能要优于天然产品，其白度高，质地细腻，抗起霜，抗铁锈污染，是建筑涂料、防腐涂料、工业涂料常用填料之一。其缺点是密度大，漆料易沉淀。,二、填料概述6.云母：K2O3Al2O36SiO22H2O云母石复杂的硅酸盐类。从化学组成来看，云母就是滑石粉的晶格中的硅一部分被铝所取代，属单斜晶系，晶体常呈六方片状，属于片状填料，有玻璃光泽。云母的组成非常复杂，因为含有各种不同的金属盐，所以有不同的光泽。云母中包含有组成和性质各不相同的几种矿物，由上式表示的白云母是云母粉填料常用的原料。云母以象书本一样多层晶状薄片体形式存大于自然界。当矿石在压缩空气作用下剥离成碎片，再经过湿磨和干粉便制得云母填料。云母粉是天然云母经过干式或湿式研磨后，除去杂质，经分级过滤、干燥而成。外观为银白色至灰色，密度在2.82g/m左右，折射率1.58，吸油量4070g/100g，硬度2.5，粒径520m。,二、填料概述6.云母：K2O3Al2O36SiO22H2O湿磨后品种用途最广，粒径相当大，约为325目(43m)。也有粒径仅为510m的品种。云母具有独特的片状结构，这是其赋予涂膜特殊性能的根本原因，包括增强涂膜的机械力，增加水份或湿气渗透过涂膜所必须通过的路径的长度。云母粉在涂料中的水平排列可阻止紫外线的辐射而保护涂膜，可以改善整个系统的光稳定性，还可防止水分穿透。云母粉具有优良的耐热性、耐酸性、耐碱性和电气绝缘性，能起阻尼、绝缘、减震作用，能提高涂膜的机械强度、抗粉化性、耐久性，可用于阻尼漆、防火漆、乳胶漆等。在含有滑石粉的配方中加入云母，涂料的抗腐蚀性提高，表面硬度增加，耐擦洗性提高，颜料的效率提高。,二、填料概述6.云母：K2O3Al2O36SiO22H2O绢云母是一种细粒的白云母，属层状结构的硅酸盐，结构是由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层。分子式K2O3Al2O36SiO22H2O，晶体为鳞片状，富弹性，可弯曲。其粒度200300目，吸油量2050g/100g，pH为58。绢云母具有良好的耐酸性、耐碱性，化学稳定性好，有中等的干遮盖力和较好的悬浮性。用在涂料中可提高涂料的耐候性，阻止水汽穿透，防止龟裂，延迟粉化。,二、填料概述7.硅酸钙：CaSiO3由硅灰石制得的硅酸钙具有针状结构，良好的亮度和很低的吸油量，适用于油性房屋涂料，平光或半光内用涂料和乳胶涂料。其pH约为9.9，在碱性条件下的乳胶漆中能起到缓冲作用。合成硅酸钙是一种水合硅酸钙，由硅藻土和石灰经水热反应制得。粒形可由“园形”到针状而变化。所有品种的平均粒径都为1.63.8m，属于胶体范围。其较好的品种为白色。这类填料性能比硅藻土优越，其极高的吸油量意味着具有很强的消光能力和高干遮盖效应。在涂料中应用比例不大，只有填料总量的10%。其吸水量特高，生产商推荐用于乳胶漆。,二、填料概述8.合成硅酸铝合成硅酸铝实际上市硅酸铝钠，是一种无定形高分散的体质颜料，密度2.02.1g/m，pH为9.510.5，它是一种优良的涂料原料。合成硅酸铝通常粒子径为1.5m，粒径小，粒度分布窄，没有沉淀分层现象，是涂料的悬浮性大大提高，是涂料色相纯正，着色力强，遮盖力提高，可提高涂料的分散性及细度指标，对涂料的外观、光泽度、丰满度、硬度都有良好的效果。合成硅酸铝不会与磷酸盐分散剂作用，可使乳胶漆具有良好的分散稳定性。合成硅酸铝的超细性能及高分散性，能使乳胶漆稍微增稠，以防止颜料沉淀及表面分层现象。另外乳胶漆的涂膜耐擦洗性及耐候性不会因超细硅酸铝的加入而下降。合成硅酸铝也可用于无光和半光、溶剂型漆及颜料体积浓度较高的配方中，替代钛白粉用量的10%20%，漆的遮盖力不会减弱。,二、填料概述8.合成硅酸铝合理采用硅酸铝替代部分钛白粉生产的乳胶漆具有以下特点。a)由于粒径小、粒径分布窄，没有沉淀分层现象，填料的悬浮性大大提高，开罐效果良好；b)涂料色相纯正，着色力强，遮盖力提高；c)由于改善了涂料的分散性及细度指标，对涂料的外观、光泽度、丰满度、硬度以及分散性都有良好效果；d)由于节省了10%20%金红石型钛白粉，从而大幅度降低涂料生产成本。此外，合成硅酸铝呈碱性，在涂料中对酸碱性起到缓冲作用，特别是在醋酸乙烯乳胶漆体系汇总，能防止在贮存过程中因醋酸乙烯酯水解导致乳胶漆pH下降；由于其比表面积大，吸油量高达75150g/10g，而且必须彻底分散才能发挥其增效作用；否则容易造成后增稠。此外，它具有消光作用，故不宜用在高光漆中。,二、填料概述9.硅灰石CaSiO3 硅灰石的主要成分为偏硅酸钙，理论组成是CaSiO3，分子量116.4。硅灰石颜色为白色，莫氏硬度4.55.0，相对密度2.8，折射率1.62.它具有湿膨胀性低、吸油率低、电耗率低等特性。硅灰石属三斜晶系，经常呈针状或纤维状，在一定程度上硅灰石可以代替石棉使用。它具有增强作用、降低裂纹敏感性及一定的增稠和触变作用。硅灰石在涂料工业中可以作为体质颜料兼增量剂使用，它能增加白色涂料明亮的色调，在不使涂料白度和遮盖力下降的条件下，能取代部分钛白粉，并能长时间保持这种色调。作用：a)硅灰石吸油量低，具有很高的填充量，可以降低涂料成本；b)硅灰石的针状结晶使它可以作为涂料良好的平光剂，并可改善涂料的流平剂；,二、填料概述9.硅灰石CaSiO3 作用：c)硅灰石的粒子形状，使它还可以用作为涂料良好的悬浮剂，是色漆的沉淀柔软易于再分散；d)硅灰石碱性大，非常适用于聚醋酸乙烯涂料，能使着色颜料分散均匀；e)硅灰石还具有改进金属涂料的防腐蚀能力，在自清洁型涂料中作为增强剂；f)除用于水性涂料外，还可以用于底漆、中间涂层、油性涂料、路标涂料等；g)在沥青涂料中可用来取代石棉；h)硅灰石用于涂料中，能提高涂料的耐磨性和耐候性，其原因是由于它的片状和纤维状结构，在涂膜中薄片相叠，储能增加涂膜的屏蔽外，还有较强的反射紫外线的能力，因而提高了涂膜的耐老化性；i)硅灰石和二氧化硅一样，可增加涂膜的遮盖力。,三、成膜物质概述建筑涂料的成膜物质主要分有机和无机两种，无机主要成膜物为硅溶胶、水玻璃等；有机主要为各类乳液，具体有：纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、VAE乳液、叔醋乳液、硅丙乳液及氟碳乳液。在水性建筑涂料用乳液市场当中，丙烯酸乳液系列（纯丙烯酸乳液、苯丙、醋丙）的市场占有率竟高达92%，其次是VAE乳液6%、丁苯胶乳1%，另外是氟碳乳液及醋叔乳液各0.5%,三、成膜物质概述,三、成膜物质概述1.纯丙烯酸酯（共聚）乳液纯丙烯酸酯共聚乳液简称纯丙乳液，它是由丙烯酸酯类单体共聚而成。常用的硬单体是甲基丙烯酸甲酯等，软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯等。在共聚乳液中，加入少量丙烯酸或甲基丙烯酸，对乳液的附着力和冻融稳定性提高有帮助。纯丙乳液具有很好的耐水性、耐碱性、耐候性、耐光性、成膜性和低气味等特点。它们主要被用于制造高档内/外墙乳胶漆、高档真石漆等，占比约在10%左右。,纯丙烯酸酯乳液各方面性能都比苯丙乳液好，但是近两年其表观需求量增速有限。分析原因主要表现在其价格高，普通中小涂料厂家用不起，并且目前部分苯丙乳液性能基本已达到了纯丙的要求，所以厂家在考虑成本及保证产品质量的情况下，多半会选择苯丙乳液。目前纯丙乳液主要推荐给客户做中高档外墙乳胶漆、高档真石漆、罩面清漆和超耐候性外墙乳胶漆，并且有时还会为节省成本，在做弹性涂料时也会代替部分弹性乳液使用。,三、成膜物质概述2.苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液多年来利用丙烯酸活性与其它单体共聚己形成了性能各异，性价比不同的丙烯酸乳液系列，苯乙烯与丙烯酸酯共聚而成的乳液就是其中的典型代表。据卓创资讯统计目前市场上建筑涂料用丙烯酸乳液约有65%左右是苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液即俗称的苯丙乳液。苯乙烯与丙烯酸酯共聚比较简单，由于苯乙烯玻璃化温度高达100，属硬单体，加入比较软的丙烯酸酯单体共聚成的乳液性价比合理。利用价格低廉的苯乙烯与丙烯酸酯共聚而成的苯丙乳液被更多地用于制作内墙涂料。聚苯乙烯吸水性低，价格便宜，但受紫外线照射易变黄（内墙涂料正好不强调此性能）、质脆、耐冲击性差，与丙烯酸酯共聚，性能得到改善。,三、成膜物质概述3.醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液除了采用乙烯，叔碳酸乙烯酯和醋酸乙烯酯共聚进行改性外，也常采用丙烯酸酯同醋酸乙烯酯共聚改性。用丙烯酸酯改性醋酸乙烯共聚成的乳液其内增塑，耐水性、耐碱性和附着力等都明显优于纯醋酸乙烯制成的乳液。醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液简称醋丙乳液或乙丙乳液。在北美因为醋丙乳液便宜，颜料结合力好，所以在内墙建筑乳胶漆中应用最多。醋丙乳液是适用于建筑内墙涂料和丝光涂料的乳液。这种乳液虽成本低廉，但是耐水性、抗蠕变性、耐碱性和抗老化性较差。适用于低PVC内墙建筑涂料使用，国内民企多追求高填充，高PVC从而降低成本，所以很少民企用醋丙乳液。因为醋丙乳液展色性好，所以被一些外企用于生产中高端内墙乳胶漆。,三、成膜物质概述4.醋酸乙烯-乙烯共聚乳液醋酸乙烯-乙烯共聚乳液简称VAE乳液。VAE乳液具有永久的柔韧性、较好的耐酸碱性、耐紫外线老化、良好的混容性、成膜性、粘接性等。由于VAE乳液具有许多优良的性质，因此在实际应用中有着十分广泛的用途。其中在水性建筑涂料中的用量在迅速增长中。VAE乳液主要用于两个方面，一是用作涂料的基料。VAE乳胶漆可用作内外墙涂料、屋面防水涂料、防火涂料、防锈涂料。VAE乳胶漆涂膜耐起泡性好，耐老化不易龟裂，与多种基材有较好的附着力，安全无毒，使用方便。不仅能够涂覆于木材、砖石和混凝土上，也能涂覆于金属、玻璃、纸、织物表面，它与油漆的亲和力也很好，可以相互在其表面上涂刷。另一方面可用于水泥改性剂，VAE乳液由于具有良好的耐水性、耐酸碱性和耐候性，价格比同类产品便宜，因此作为新材料正在被广泛应用于土建工程中。,三、成膜物质概述5.醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯（VeoVa）共聚乳液叔醋乳液因以醋酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯共聚而成，这两种单体对人体几乎没有伤害。将叔碳酸乙烯与醋酸乙烯共聚的好处是在共聚物链中随机地引进具有非极性和空间屏障结构的VeoVa，当VeoVa的含量达到或超过20%时，就能保护共聚物酯键免于水解并具有良好的耐碱性，而用于内墙乳胶漆；当VeoVa的含量达到或超过25%时，还能获得良好的耐候性，也能用于外墙乳胶漆，VeoVa的加入还能降低乳液的表面张力，提高拒水性。随着人民生活水平的提高，人们对装饰材料的要求也越来越严格，如低毒性、耐水性、美观性、方便性，而叔醋乳液的环保性、好的光泽及滑爽的手感越来越成为内墙装饰涂料首先成膜物质之一。,三、成膜物质概述5.醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯（VeoVa）共聚乳液叔醋乳液因以醋酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯共聚而成，这两种单体对人体几乎没有伤害。将叔碳酸乙烯与醋酸乙烯共聚的好处是在共聚物链中随机地引进具有非极性和空间屏障结构的VeoVa，当VeoVa的含量达到或超过20%时，就能保护共聚物酯键免于水解并具有良好的耐碱性，而用于内墙乳胶漆；当VeoVa的含量达到或超过25%时，还能获得良好的耐候性，也能用于外墙乳胶漆，VeoVa的加入还能降低乳液的表面张力，提高拒水性。随着人民生活水平的提高，人们对装饰材料的要求也越来越严格，如低毒性、耐水性、美观性、方便性，而叔醋乳液的环保性、好的光泽及滑爽的手感越来越成为内墙装饰涂料首选成膜物质之一，其市场前景广阔。,三、成膜物质概述6.有机硅改性丙烯酸乳液有机硅改性丙烯酸乳液简称硅丙乳液，是在丙烯酸聚合物主链上引入带烷氧基的硅氧烷或聚硅氧烷，从而把有机硅优异的耐高温性，耐候性，耐化学品性，低表面能，拒水性及较好耐沾污性与丙烯酸酯类聚合物的高保色性，柔韧性以及价格适宜等结合起来，使其兼具有机和无机的特性。目前最常用也是最有效的方法之一，是含乙烯基有机硅氧烷和丙烯酸类单体共聚，由于在聚合时硅氧烷在水相中易发生水解，缩聚，导致硅丙乳液中有机硅含量超过10%困难，对乳胶漆性能改善有限。通过有机硅接枝改性的丙烯酸乳液，较适合制作外墙乳胶漆，其拒水透气性，耐久性，耐沾污性都得到提高，有机硅化学改性的丙烯酸乳液，与其共混改性的丙烯酸乳液相比，几乎无迁移倾向，相容性好，但共混改性简单，并可引入较多的有机硅。目前市场硅丙乳液主要用于做大热的真石漆质感漆；有七八成都是用硅丙乳液。其中硅丙乳液在真石漆配方中的添加量在6-13%。,三、成膜物质概述7.氟碳乳液氟碳乳液是由有机氟、（甲基）丙烯酸酯、特种湿附着力单体、反应型乳化剂等用先进的种子工艺、核壳技术聚合而成，从而制得性能比较全面的新一代氟碳乳液。由于乳液中有机氟元素含量可超过6%，从而使乳液具有极佳的耐水性、超长耐候性、抗沾污、不黄变、抗碱、抗酸雨、抗盐雾，并且漆膜光亮、丰满，流动性好，此款乳液广泛用于超耐候高级外墙乳胶漆、弹性乳胶漆面涂。目前，市面上氟碳乳液占有率较少，仅占水性建筑涂料用乳液的0.5%左右。近几年，水性氟碳乳液的开发受到业界人士的高度关注。氟碳乳液属于新兴的乳液，由于乳液聚合物链中引入键能较大的氟碳键，赋予乳液极好的性能，从而满足环保和高性能双方面的要求。这使氟碳乳液具有广泛的应用领域。水性氟碳涂料凭借其优异的性能，在业界有“涂料王”的美称。,四、建涂乳胶漆助剂概述1.分散剂/润湿剂润湿剂和分散剂都是涂料的表面活性剂，有些助剂兼具润湿和分散的功能，但是，就润湿剂和分散剂自身的功能而言，二者还是有区别的。润湿剂主要是降低颜料的表面张力，分子量较小。分散剂是吸附在颜料的表面上产生电荷斥力或空间位阻，防止颜料产生有害的絮凝，使分散体系处于稳定状态，通常分散剂的分分子量较大。分散剂主要分为：无机类、有机类和高分子类。六偏磷酸钠，三聚磷酸钠等磷系分散剂由于缺少电荷性，正在逐步淡出。有机类主要是非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯烷基、苯基醚。高分子类有聚(甲基)丙烯酸类钠(铵)盐、马来酸酐与二异丁烯共聚物的钠(铵)盐水溶液。高分子分散剂在颜填料的分散过程中除提供静电排斥力外，还能提供有效的位阻斥力。这是其在当今乳胶漆制造中被广泛选用的主要原因。高分子分散剂由亲油基(疏水基)和亲水的离解基组成。亲油基吸附在颜填料颗粒的亲油表面，离解基提供电荷。分散剂的亲水性不能太强，不然无法吸附在颜填料颗粒表面。经剪切的颜填料以范德华力重新聚集，变大而沉降。一般认为分散剂在水中充分搅拌能溶解即可。反之，进入水相很快溶为一体，以后的贮存会出现问题。,四、建涂乳胶漆助剂概述2.消泡剂我们一般可以认为，主要有四大类市场上比较常见。A.低级醇以及酯类包括异丙醇、丁醇、磷酸三丁酯等等由于具有一定毒性和VOC，而且消泡效果不明显，抑泡性不好，因此已经逐渐淡出。B.有机的极性化合物主要指一些HLB值较低的表面活性剂，比如聚醚类表面活性剂，聚乙二醇脂肪酸酯等这些由于HLB的关系，市场上也不多见。C.矿物油类及有机硅改性矿物油等具有消泡效果