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硬脂酸改性云母钛珠光颜料及其在粉末涂料中的应用

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珠光颜料是一种主要含有SiO2和TiO2的新型无机珠光颜料,具有良好的化学稳定性、耐候性、光学性、无毒性和高装饰性等特点,主要应用于涂料工业、塑料工业、化妆品工业及建材工业等领域。

1、云母钛珠光颜料改性的必要性

由于云母钛珠光颜料是无机颜料,其表面容易带羟基而呈现出良好的亲水特性,当作为颜料添加到有机相溶剂(如溶齐U涂料、橡胶、塑料或化妆品中)时,因与有机相的界面性质不同及相容性差,导致云母钛珠光颜料容易出现团聚和分散不均匀等缺点。而添加到粉末涂料中时,则容易出现上粉率低和不同电压下静电喷涂分离严重的问题。

通过对云母钛珠光颜料粉体进行表面改性来改善其在有机相溶剂中的分散性和相容性等一些性能,提高其在粉末涂料中的上粉率和稳定性。

2、硬脂酸改性云母钛珠光颜料

(1)硬脂酸包覆云母钛珠光颜料工艺

用硬脂酸改性云母钛珠光颜料的最佳工艺为:反应时间为2h,反应温度为70℃,硬脂酸用量为2.0%。

(2)改性原理

在粉体改性过程中,硬脂酸中的羧基-COOH会与珠光颜料粉体表面上的羟基(-OH)发生化学键作用,以及长链基团的相互缠绕,从而使粉体表面接上亲油基,具有良好的疏水亲油效果。

(3)改性效果

改性后的珠光颜料粉体,通过亲油化度、沉降体积和在水/油相中等测试表明其和有机相的相容性明显优于未改性珠光颜料;

云母钛珠光颜料,虽然具有良好的亲油疏水效果,但其晶体结构仍没被破坏,所以仍保留云母钛珠光颜料原有黄色光泽的物理性质;

改性后的云母钛珠光颜料表面接上了亲油基的官能团。未改性的云母钛珠光颜料易团聚,经过改性后使其表面吸附有一些浆体中的纳米颗粒,这不仅使得了云母钛珠光颜料具有良好的疏水效果,同时也能改善喷涂时吸附负电荷的能力,增强漆膜的珠光效应。

3、改性珠光颜料在粉末涂料中的应用

将硬脂酸改性的云母钛珠光颜料与粉末涂料以合适的方式结合可以制备得到珠光型粉末涂料漆。

对珠光型粉末涂料漆的性能和喷涂效果进行检测,结果表明:

(1)硬质酸改性云母钛珠光颜料上粉率高于未处理的珠光颜料;

(2)改性后的云母钛珠光颜料能使漆膜的缩孔现象减少,且色差偏离较小;

(3)干混法混合后喷涂时,硬脂酸改性后的珠光颜料的用量相比未经处理的可以减少1/3;而邦定后喷涂,改性后的珠光颜料用量降低20%。

相比之下,经过硬脂酸改性后的珠光颜料与粉末涂料利用干混法混合均匀后喷涂的效果优于邦定法的混合均匀,这对企业的生产具有较大的指导意义。