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金红石型钛白粉在涂料中遮盖力影响因素

浏览次数: 日期:2010年1月14日 17:21

    颜料体积浓度(PVC)影响二氧化钛粒子之间的距离。低PVC涂料中二氧化钛粒子之间的距离大;高PVC涂料二氧化钛粒子之间的距离小,粒子排列拥挤。当粒子之间的距离比光波半波长还小时,单个粒子不再具有独立散射中心的功能,反而降低遮盖效率。

    在不同PVC丙烯酸涂料配方中,二氧化钛遮盖力、涂料涂布率与PVC的关系,在PVC低于20%时,随PVC增加,二氧化钛的遮盖力增大;在PVC高于20%时,随PVC增加,二氧化钛遮盖力下降;在PVC为20%时,二氧化钛的遮盖力最高。最佳PVC与二氧化钛粒径、基料折射率等因素有关。

    PVC低于30%时,随PVC增加,涂布率增加;PVC在30%至50%之间时,随PVC增加,涂布率基本不变。

    在PVC高于50%时,随PVC的增加,二氧化钛遮盖力和涂布率都增加,这是因为PVC高于50%时,基料不能包覆二氧化钛颗粒,空气取代一部分基料形成岛状空气团, 产生新的散射中心。由于空气的折射率为1.00,小于基料的折射率,由式(1)可知,空气代替基料后,np—nb的值变大,因此遮盖力增加;并且PVC越高,空气取代基料就越多,遮盖力也越高,这就是通常所说的空气干遮盖效应,这也是含填料的高PVC涂料设计的依据。

    综合以上分析,在只含二氧化钛颜料的涂料配方中,最佳PVC的选择在20%-30%之间。 金红石型二氧化钛遮盖力与基料折射率的关系 遮盖力、颜料折射率、基料折射率之间的关系见式(1) HP∝cm2∝0.16(np—nb)2…………………(1) 式中HP—遮盖力;

    np—颜料折射率;

    nb—基料的折射率;

    m—为Lorentz指数,m:0.4(np—nb)。

    从式(1)可以看出,当颜料一定时,基料折射率越小,遮盖力越大。不同基料折射率测试结果可以看出,在乳胶漆体系中, 纯丙乳液比苯丙乳液折射率小,在溶剂型基料中,溶剂型丙烯酸比醇酸树脂的折射率小。因此,在同样的配方(PVC、二氧化钛含量相同)中,纯丙乳胶漆比苯丙乳胶漆的遮盖力要强,溶剂型丙烯酸涂料比溶剂型醇酸涂料的遮盖力要强。

    填料对金红石型二氧化钛遮盖力的影响

    填料粒径对金红石型二氧化钛遮盖力的影响

    填料(体质颜料)在中高PVC涂料配方中大量使用,它既可以降低成本,也对涂料的流变性、涂膜的力学性能等方面产生影响,但填料的粒径太大时会影响二氧化钛的遮盖力。配方5-7对比率(遮盖力)测试数据说明细粒径填料可以提高二氧化钛的遮盖力。3个配方相同,表明大粒径填料不利于二氧化钛的遮盖力。填料对遮盖力的影响可以用图3表示。

    在涂膜中,细粒径填料使二氧化钛分布更均匀;大粒径填料使二氧化钛聚集,降低了二氧化钛的遮盖力。

    金红石型二氧化钛遮盖力与填抖折射率的关系

    填料在涂膜中对遮盖力有两个方面的影响,一方面,填料本身具有一定的遮盖力,由式(1)可知,填料折射率越大,其遮盖效应越强;另一方面, 在涂膜中,填料相当于基料,式(1)也可看出,填料(相当于基料)的折射率越低,遮盖力越强。在一个配方中,选用低折射率还是高折射率的填料,要看哪一个方面起主要作用。

    填料折射率的大小关系为:硅灰石>高岭土>滑石粉。3 种填料粒径接近(均为1250目),粒径因素的影响很小。在含二氧化钛纯丙乳胶漆体系中,涂料遮盖力大小关系为:硅灰石> 高岭土> 滑石粉,因此,填料本身的遮盖效应起主要作用,折射率越大其遮盖作用越强。在含二氧化钛苯丙乳胶漆体系中,涂料遮盖力大小关系为:滑石粉>硅灰石>高岭土,由此可见,滑石粉基料效应大于其本身的遮盖效应。

    从3种填料和纯丙乳液、苯丙乳液的折射率可以看出,3种填料的折射率均大于纯丙乳液的折射率,而滑石粉的折射率小于苯丙乳液的折射率。由此可见,当填料的折射率大于基料的折射率时,填料本身的遮盖效应占主导因素,折射率越大其遮盖作用越强;当填料的折射率小于基料的折射率时,填料的基料效应起主导因素,低于基料折射率的填料有更强的遮盖效应。

    填料的折射率一般在1.45—1.65之间,基料既折射率一般在1.45—1.60之间。当涂料选用低折射率的基料时,选用高折射率的填料可以提高二氧化锚的遮盖力;当涂料选用高折射率的基料时,选用低子基料折射率的填料可以提高二氧化钛的遮盖力。

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