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关注:64 2014-08-12 10:53

煅烧高岭土 为什么是涂料的填料

待解决 悬赏分:0 - 离问题结束还有
 煅烧高岭土 为什么是涂料的填料
问题补充:
 白度
白度是煅烧高岭土的首要指标 , 应越高越好。
色漆也是以白色漆为基漆加色母调制而成的。白度
至少应大于 90 % , 有的厂家甚至要求要大于 93 %
( F457) 。白度稳定非常重要 , 如果波动太大会影响
到涂料的光学性能 , 造成同一配方下不同批次产品
出现色差。
国内通常叫的白度其实是 TAPPI 亮度 ,即蓝光
( 波长 457nm) 在物质表面的反射率。关于白度的概
念及测试方法 ,文献 [ 1 ] 已作了详细的解释 , 在此不
再多述。
国产白度仪测定白度的步骤 : ①试样制备 : 取有
代表性的样品 , 过 140 目筛 , 并在恒温干燥箱中于
105~110 ℃下烘干至含水 < 1 % ;若喷雾干燥等未研
磨解聚的高岭土产品 , 应研磨成粉体 , 过 140 目筛 ,
亦烘干至含水 < 1 %备用。②校准仪器 : 用标准白度
板校正工作白度板 , 标准白度板应每半年送专业单
位校准一次 ,工作白度板白度应尽量与试样白度接
近 ;将仪器调整至工作状态 , 用标准黑筒 ( 反射因数
R 小于 015 %) 和标准工作白度板校准仪器。③压
制试样板 : 将试样均匀地置于试样皿中 ,使试样面超
过皿表面约 2mm ,用光洁的玻璃板覆盖在试样表面
上 ,压紧试样 ,并稍加旋转移去玻璃板 , 沿试样面方
向观察 ,表面应无凹凸不平、疵点和斑痕等异常情
况。每批产品需压制三件试样板。④读数 : 立即将
试样置于仪器台上 , 测定白度值 , 读准至 011 度 ; 将
试样板在仪器台上旋转 90 度 , 测定白度值 , 读准至
011 度 ; 再次旋转 90 度并读数。三次读数平均值 ,
为本次测定白度值 ; 同一测定 ,但三次读数结果的偏
差 ≯ 014 度 ,而同一实验室平行测定 ,两结果之差 ≯
015 度。
2  粒度
粒度其实是一个表象的指标 , 涂料生产厂很少
直接去检测粒度。但因为煅烧高岭土的其他指标都
与粒度有直接关系 , 如果粒度不够细 , 或不合格 , 都
会通过其他指标体现出来。对于煅烧高岭土生产
厂 ,成品的检验指标应为 - 2 μ m 在 80 %左右。当
然 ,不同原料生产的产品性能会有不同 ,如果其他指
标合格的话 ,粒度的要求还可以降低。
适用于煅烧高岭土粒度的测定方法 , 通常有离
心沉降法、重力沉降法、激光分析法等。该类型的粒
度分析仪国内、国外都比较成熟 ,测试方法各厂家都
不同 ,应根据仪器的要求来进行。
3  遮盖力
遮盖力是指当一件物体涂以某种涂料时 , 涂料
中的颜料能遮盖被涂物体表面的底色 , 使这底色不
能再透过涂料而显露出来的能力。如果要涂同一块
表面 ,所用颜料的遮盖力越大 ,则需要的颜料量便越
少。遮盖力的表示方法是 : 每 cm
2
被涂物体表面积 ,
在达到完全被遮盖时 ,所需颜料的最低量 ,即遮盖力
= 颜料用量 ( g) / 被涂物体表面积 ( cm
2
) 。该数值越
小 ,颜料的遮盖力越好 ,也越受涂料行业欢迎。遮盖
力是涂料对煅烧高岭土最看重的一项指标。
煅烧高岭土遮盖力的测定方法见国标 GB1709 2
79 ,所使用的是一块象国际象棋样的黑白格子板 ,将
煅烧高岭土用调墨油调制后往黑白板上涂抹 , 直到
黑白格看不见为终点 , 然后进行计算。但这种测试
方法会受到人为的影响 , 因为终点是靠人的眼睛决
定的 ,不同人的测试偏差比较大。
还有一种方法是用黑白纸 ,纸的一半是白板 ,另
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一半是纯黑板。将煅烧高岭土按固定的配方 , 类似
于生产涂料的一种配方配成涂料 , 以一定的厚度均
匀涂在黑白纸上 , 在烘箱内烘干后测定白板边的白
度与黑板边的白度 , 两者的比值即为煅烧高岭土的
遮盖力。这种方法稍复杂些 ,但以数值表示遮盖力 ,
重复性好 ,可比性强 ,被大多数人所接受。
4  分散性
国内涂料行业所说的分散性 , 与国外所说的海
氏细度概念是相同的。虽然煅烧高岭土经过了超细
粉碎 , 平均粒径能达到 1 μ m 或者更低 , 最大粒径也
只有 8 μ m ,但在涂料里 , 在高粘度的母液里面 , 颗粒
间不是单独的而是相互团合在一起。煅烧高岭土在
涂料体系里能分散开来的这种能力叫做分散性。煅
烧高岭土的分散性较好 , 如果磨矿等级达到了最终
要求 ,在涂料体系内就能够分散开。一般煅烧高岭
土的分散性与磨矿的最终效果有关 , 如果在超细加
工过程中含有 45 μ m 或更大的颗粒 , 那么在涂料体
系里无论如何也分散不开。
对该项指标的要求是小于 45 μ m ,且越小越好 ,
如钛白粉的分散性可达到 25 μ m , 对应于磨矿等级
应达到 4 级以上。分散性测试可用海格曼粒度仪。
411  测定仪器   海格曼粒度等级表 ,平板和条形刮
刀。
图 1  海格曼磨矿等级读数测定示意
( 读数为 45 μ m ,海格曼等级数为 4125)
412  测定步骤   平板和刮刀在使用前必须洗净干
燥 ,在擦洗时应用细软揩布。在适当容器内加 100g
干燥高岭土 ( 精确到 011g) ,再加 200g 生亚麻油 ( 或
精制篦麻油) ,用搅拌棒搅拌直到高岭土与油混合均
匀 ,在搅拌器 3000r/ min 下高速混合 15min ,然后在
平板沟槽最厚部分 ,滴入试样数点 ,以能充满沟槽而
略有多余为宜。以双手持刮刀 ,横置于平板上端 ( 在
试样边缘) ,使刮刀与平板垂直接触。在 3s 内 ,将刮
刀由沟槽深的部位向浅的部位拉过。刮刀拉过后 ,
立即 ( 不超过 5s) 使视线与沟槽平面成 15 ~30 °角 ,
对光观察在沟槽中颗粒明显分开处 ,记下读数 ( 读到
距 0125 单位最近的地方) 。如有个别颗粒处于其分
度线以外时 ,则读数与相邻分度线范围内 ,不得超过
三个颗粒。这就是海格曼磨矿等级数 , 相对应的为
分散性。读数方法见图 1 。
5   325 目筛余物
325 目筛余物是重要指标 , 涂料对该指标的要
求是 < 0102 % ,且越小越好。测试方法如下。
511  方法提要   试样经搅拌分散后 ,移入产品标准
规定孔径的筛内 ,以压力为 0103~0105MPa 的水冲
洗旋转筛 ,筛上非塑性物质经干燥后称量 ,计算筛余
物百分含量。
512  试剂和仪器设备   10 % ( m/ m) 六偏磷酸钠溶
液 ,恒温干燥箱 , 电动搅拌器 , ª 1215cm 旋转筛座
( 配套筛孔直径按高岭土产品标准要求确定) , 中楷
羊毛笔 ,天平 ( 感量 011g ,011mg) 。
513  测定步骤   ①称取 10010g 试样 , 精确至
012g ,放于适当容器中 , 加 10 % ( m/ m) 六偏磷酸钠
溶液 10ml 、水 400ml ,浸泡 10min ,将容器置于搅拌
机下以 1200r/ min 搅拌 30min , 水冲净搅拌叶片后
取出容器。②将容器内悬浮液全部倒入置于水池内
的旋转筛中 , 净洗容 器 , 并 控 制 水 压 在 0103 ~
0105MPa 范围内 , 连续冲洗筛内残余物 , 直到筛座
下溢出清水止。将试样筛从筛座上取下 , 于 105 ±
2 ℃的恒温干燥箱内烘 1h ,取出冷却 ,用毛筛刷出筛
中残余物 ,进行称量 ( 精确到 011mg) 。③结果计算 :
筛余物含量 X 3 ( %) 按下式进行计算 : X 3 = ( m /
m 0
) × 100 。式中 : m , 筛余物质量 , g ; m 0 , 试样质
量 ,g 。结果表示至三位小数。④复验规则 : 同一试
样两次测定结果的平均相对误差 ≯ 25 % ,当测定结
果在允许误差范围内时 , 取其算术平均值为试验报
告值 ; 如测定结果超过允许误差 , 应另行称样复验 ,
复验结果与原测定之任一结果的平均相对误差 ≯
25 %时 ,取其算术平均值作为试验报告值。
6  吸油值
吸油值是指 100g 煅烧高岭土 ,在达到完全湿润
时需要用油的最低质量 , 通常单位是 g/ 100g 。涂料
要求煅烧高岭土的吸油值为 50g/ 100g~60g/ 100g
为适中 ,吸油量过高 ,则用相同配方制成的涂料粘度
大 ,要想降低粘度就必须增加漆基的量 , 增大了成
本 ;吸油值过低 , 则制成的涂料容易沉降 , 开罐性能
不好。吸油值的测定方法如下。
611  试剂   精制亚麻仁油或类似油 ,酸值为 510~
710mg KOH/ g 。
612  仪器   平板 ( 磨砂玻璃或大理石制 , 尺寸 ≮
300mm × 400mm) ; 调刀 ( 钢制、锥形刀身、长约 140
~ 150mm , 最 宽 处 为 20 ~ 25mm , 最 窄 处 ≮
1215mm) ; 滴定管 ( 容量 10ml ,分度值 0105ml) 。
613  取样   按 GB9285 的规定选取试验颜料的代
表性样品。根据不同颜料吸油量 ( ml/ 100g) 的一般
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范围 ,建议按下列规定称取适量 ( g) 试样 : ≤ 10 ,20 ;
10~30 ,10 ;30~50 ,5 ;50~80 ,2 ; > 80 ,1 。
614  测定步骤   将试样置于平板上 ,用滴定管滴加
精制亚麻仁油 ,每一次加油量不超过 10 滴 , 加完后
用调刀压研 ,使油渗入受试样品 ,继续以此速度滴加
至油和试样形成团块为止。从此时起 ,每加一滴后 ,
需用调刀充分研磨 ,当形成稠度均匀的膏状物 ,恰好
不裂不碎 ,又能粘附在平板上时 ,即为终点。记录所
耗油量 ,全部操作应在 20~25min 内完成。
615  结果计算   吸油值以每 100g 产品所需油的体
积或质量表示 , 分别用式 100 V / m 或 93 V / m 计
算。式中 : V , 所需油的体积 , ml ; m , 试样质量 , g ;
93 ,精制亚麻油的密度乘以 100 。报告结果准确到
每 100g 颜料所需油的体积或质量。
7  沉降体积
沉降体积反映了煅烧高岭土在涂料中的沉降性
能 ,直接影响到涂料的开罐性能。该项指标应越高
越好 ,越高则颜料越不容易沉降 ,就会在涂料中保持
良好的均匀性。
711  测试仪器   带磨口塞的刻度量筒 ( 100ml) 。
712  测定步骤   称取 10g 煅烧高岭土 , 称准至
0101g ,置于盛有 50ml 水的刻度量筒中 ,待试样被水
浸透后加水至 100ml , 上下振动 3min , 每分钟振动
100~120 次 ,然后在室温下静置 3h ,最后记录沉降
物所占的容积 V ( ml) 。
713  计算   以每 g 沉降物所占容积表示煅烧高岭
土的沉降体积 X , 按下式计算 : X = V / M 。式中 :
V , 沉降物所占的容积 ; M ,试样的质量 ,g 。
8   p H 值
p H 值反映了煅烧高岭土的酸碱性。涂料要求
其 p H 值应在 6~8 之间 ,基本上接近于中性。
811  测试试剂   新鲜蒸馏水或用其他方法制备的
至少有同等纯度的水。将水在耐化学腐蚀玻璃容器
中煮沸 5~10min ,冷却 , 冷却后的水应用碱石棉管
或类似装置保护 ,以避免接触空气。宜立即使用 ,存
放时间不应超过 30min 。
812  仪器   玻璃容器 ( 容积为 50ml ,由耐化学腐蚀
玻璃制成 ,带磨口玻璃塞或橡皮塞。容器在第一次
使用前 ,必须用沸稀盐酸浸泡 ,然后用蒸馏水充分淋
洗) ;p H 测量装置 ( 能测量到 011 单位 , 在试验温度
下用已知 p H 值的缓冲液进行校正) ; 天秤 ( 精确至
0101g 或更高精确度) 。
813  测定步骤   在室温下进行两份试样的平行试
验。在玻璃容器中 , 用蒸馏水制备 10 % ( m / m ) 颜
料悬浮液 ,用塞子塞住容器 ,激烈地振荡 1min ,然后
静置 5min ,移去塞子 , 测定悬浮液的 p H 值 , 准确到
011 单位。如果颜料在水中不易分散 , 可使用润湿
剂( IS0787/ 9 规定使用中性的且不含吡啶的乙醇 ,
本标准使用无水乙醇) 。当颜料不溶于乙醇时 ,可使
用无水乙醇作润湿剂 , 其用量尽可能少 , 最多为
5ml 。当颜料溶于乙醇时 , 可使用中性非离子型润
湿剂 , 如 10ml 的 0101 % ( m / m ) 氧化乙烯缩合物 ,
用空白试验测定润湿剂是否中性 , 且使用润湿剂 , 应
当减少水的体积 , 以保持得到 10 % ( m / m ) 悬浮液。
记录 p H 值 ,准确到 011 单位 ; 记录悬浮液温度 , 准
确到 1 ℃。如果两份平行试样测定的 p H 值的差值
大于 013 单位 ,则应重新测定。
814  结果表示   计算两次测定值的平均值 ,准确到
011 单位。
9  耐候性
颜料制成油漆并经涂抹后 ,漆膜经日晒雨淋 ,会
黄变、失光和粉化。颜料能抗拒发生上述变化的能
力叫耐候性。煅烧高岭土对光的化学活性不强烈 ,
所以有良好的耐候性能。
10  其他指标
涂料对煅烧高岭土的其他指标要求 ,还有耐酸、
碱性 ,混合性能 ,湿润性能 ,密度等 ,这些是所有煅烧
高岭土的共性 ,有些不是数字化的指标。
煅烧后的高岭土在常温下不与任何酸碱起反
应 ,也不会与其他任何物质起化学反应。所以 ,煅烧
高岭土具有很好的耐酸耐碱性能 , 良好的与其他物
质混合的性能。
煅烧高岭土具有密度小 ( 2162) 的优点。涂料厂
购原料时一般以重量计价 ,但出售时却以体积出售 ,
故密度小的物质不仅在经济计算上有利 , 还在同样
配方下具有高的颜料体积浓度 ( PVC) 。这一点深受
涂料行业欢迎。
11  结语
以上是涂料行业对煅烧高岭土性能指标要求的
一些概述 ,并提出了改进的方向。但有一点 ,指标稳
定是最重要的。不论哪一项指标 ,如果波动太大 ,就
会给涂料用户带来不好的影响。例如吸油值 , 波动
太大就会影响涂料的粘度 ,影响到涂料的整体性能。
所以 ,煅烧高岭土生产厂应针对不同的应用情况推
出不同牌号的产品 ,力求生产稳定 ,才能吸引客户。

 
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