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消光劑的原理及應用

作者:admin 來源: 日期:2014-05-24 09:09:44

消光粉的消光原理及其應用消光劑相關根據用途有時需要半光或無光的粉末塗料。為了降低塗膜光澤,常用的消光劑有超細二氧化矽、滑石粉、硬脂酸鋁、硬脂酸鈣、低分子熱塑性樹脂等。要得到消光效果,可以采用如下方法:a、將固化速度不同的粉末塗料,用幹混合法進行混合,那麽所得塗膜的光澤明顯下降,起到消光作用。由於反應活性高的粉末塗料迅速固化,使連續相的固化較慢的樹脂流平和反應受到阻礙,最終固化塗膜失去光澤。雖然這種方法有效,但增加製造工序和成本。b、添加熱塑性樹脂。在環氧粉末塗料中添加醋酸纖維素,在聚酯粉末塗料中添加細粉末狀低分子量聚乙烯、聚丙烯樹脂可以得到消光粉末塗料。塗膜光澤受製造條件的影響。因為熱塑性樹脂的添加,將影響粉末塗料的貯存穩定性,所以添加量限於樹脂量的2—3%。c、用有消光作用的特殊固化劑。d、添加有消光作用的填料。添加超細二氧化矽、滑石粉等填料使光澤顯著下降。特別是填料的粒度對塗膜光澤有很大影響。粒度越大光澤越低。要注意的是增加填料的用量,會使塗膜的平整性和機械強度下降。在環氧粉末塗料中,碳酸鈣粒度對塗膜光澤的影響見表。在丙烯酸、聚酯粉末塗料中添加超細二氧化矽和高嶺土能得到消光塗料。

     除此之外,添加聚乙烯石蠟、氫化蓖麻油等蠟狀物也能得到消光塗料。 塗料消光原理及其應用近幾年以來,我國的塗料工業方興未艾,塗料總產量也躍居世界的前列,形成了一個與此相關的產業群體,積極推動著傳統塗裝領域的技術革命和發展。在這期間高光澤的亮光塗料以其色澤鮮豔、明亮等優點深受消費者的喜愛,並在相當長的時間內一統著塗料市場。但是,隨著人們生活水平的不斷提高,一方麵消費者感覺到了高光澤的亮光塗料成膜後反光比較嚴重,對人的眼睛有害;另一方麵消費者的審美觀念越來越傾向於休閑、時尚和個性化。再加上我國汽車和家電行業蓬勃發展的需求。這些因素就導致了人們對具有柔和外觀的低光澤塗料的需求急劇增加。同時,也使得如何生產具有消光性能的塗料成為塗料設計師們必須考慮的問題。一光澤及光澤的影響因素1. 光澤和光澤的測定光線投射到物體的表麵會發生光線的反射,物體表麵對光線的反射能力稱為光澤。不同物體表麵的光澤不一樣,衡量物體表麵對光線反射能力的大小,稱為光澤度。光澤度用百分數表示。物體表麵的光澤度越高,它反射光線的能力就越強,亮度也就越高。光澤度的大小通過光電光澤儀進行測定。根據光澤度的大小,可以將塗料分為亮光、亞光、無光等幾種。塗料光澤度的分類(以60°的反射光澤(即光線入射角為60°)劃分為例):無光塗料:光澤度< 10 %;亞光塗料:光澤度15~60%;亮光塗料:光澤度> 60 %。2. 影響光澤的因素①塗膜表麵的粗糙度物體表麵光澤和物體表麵的粗糙程度緊密相關。光線射到物體表麵上時,一部分會被物體吸收,一部分會發生反射和散射,還有部分會發生折射。物體表麵的粗糙度越小,則被反射的光線越多,光澤度越高。相反,如果物體表麵凹凸不平,被散射的光線增多,導致光澤度降低。人視覺能感受到的光亮物體表麵的粗糙度(h),利用微表麵理論知識,可以根據公式:h = λ/cosα算出來,式中入為人射光的波長;α為入射角。例如人射角取60°時,可以算出h=1.1μm,當物體表麵粗糙度h大於1.1μm時,會表現凹凸不平,光澤度降低。②塗膜的成膜過程塗料塗刷在物體表麵上後,通過溶劑的揮發而固化成膜(針對溶劑型塗料而言)。塗料塗膜的形成過程對塗膜的表麵粗糙程度和光澤至關重要。在濕膜階段,溶劑的揮發速率受溶劑在塗膜表麵的擴散控製,當溶劑的各組分揮發速率差別不大時,有可能得到高光澤的表麵;反之,當溶劑的各組分在濕膜階段的揮發速率不相同時,它會使聚合物分子傾向於形成卷曲,甚至析出,變成大小不一的顆粒或團狀物,塗膜表麵呈現出凹凸不平。在幹膜階段,溶劑的揮發速率主要受溶劑在塗抹整體裏的擴散控製,也會對塗膜表麵的粗糙程度產生影響。此外,在塗膜的形成過程中,隨溶劑的揮發,塗膜會變薄並收縮,塗料中的一些懸浮的重粒子就會在塗膜表麵重新排列,造成塗膜表麵的不平整。③顏料、細料的粒度和分布塗料中顏(填)料的顆粒大小和粒度分布是影響塗膜光澤的重要因素之一。人們在研究中發現,當顏料顆粒的直徑小於0.3μm時,才可以獲得高光澤的塗膜。原因為:分散在塗料中的顏料顆粒在製成一定厚度的塗膜,並幹燥後,僅有最上層的顏料顆粒局部地上突,顆粒直徑小於0.3μm的顏料離子所造成的塗膜表麵粗糙度不會超過0.1μm。當顏料的平均顆粒直徑在3~5μm之間時,可以得到消光效果較好的塗膜。除以上三個因素可以影響塗膜表麵的光澤外,顏料的體積濃度(PVC),顏料的分散性以及塗膜表麵結構和表麵反射特性等因素也會影響塗膜表麵的光澤。其中,隨顏料的PVC增大,塗膜表麵的光澤度先是降低,在顏料的極限體積濃度(CPVC)處出現極小值,然後伴隨著PVC的增大,光澤度也變大。當顏料種類和用量確定後,分散越好,塗膜表麵的光澤度越高。二塗料的消光問題消光就是利用一定的方法使塗膜表麵的光澤度降下來。1. 消光原理結合塗膜表麵光澤產生的機理和影響光澤的因素,人們認為消光就是采用各種手段,破壞塗膜的光滑性,增大塗膜的表麵微觀粗糙度,降低塗膜表麵對光線的反射。可以分為物理消光和化學消光兩種方式。物理消光的原理為:,加入消光劑,使塗料在成膜過程,表麵產生凹凸不平,增大對光的散射和減少反射。化學消光是靠在塗料中引入一些例如聚丙烯接枝物質類能吸收光線的結構或基團來獲得低光澤。2. 消光方法①消光劑在現今的塗料行業,人們普遍采用的是加入消光劑的方法。主要有以下幾類:(1) 金屬皂金屬皂是早期人們常用的一種消光劑,它主要是一些金屬硬脂酸鹽,像硬脂酸鋁、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等等。其中硬脂酸鋁應用的最多。金屬皂的消光原理是基於它和塗料成份的不相容性,它以非常細的顆粒懸浮在塗料中,成膜時則分布在塗膜的表麵,使塗膜表麵產生微觀粗糙度,降低塗膜表麵光的反射而達到消光目的。(2) 蠟蠟是使用較早應用較為廣泛的一種消光劑,它屬於有機懸浮型消光劑。在塗料施工完畢後,隨溶劑的揮發,塗膜中的蠟析出,以微細的結晶懸浮在塗膜表麵,形成一層散射光線的粗糙麵而起到消光作用。蠟作為消光劑的特點是使用簡便,並且可以賦予塗膜良好的手感和耐水、耐濕熱、防沾汙性。但蠟層在塗膜表麵形成後也會阻止溶劑的揮發和氧氣的滲人,影響塗膜的幹燥和複塗。今後的發展趨勢是合成高分子蠟與二氧化矽並用,使其獲得最佳消光效果。(3) 功能型細料體質顏料,如矽藻土、高嶺土、氣相二氧化矽等都是專用作消光劑的功能細料,它屬於無機填充型消光劑。在塗膜幹燥時,它們的微小顆粒會在塗膜表麵形成微粗糙麵,減少光線的反射獲得消光外觀。這類消光劑的消光效果要受到很多因素的製約。以二氧化矽為例,它在用作消光劑時,其顆粒的孔體積、平均粒徑及粒徑分布、幹膜厚度以及顆粒表麵是否經過處理等因素,都會影響到它的消光效果。實驗表明較大的孔體積、粒徑分布均勻並且粒徑大小和幹膜厚度相匹配的二氧化矽,其消光性能較為優良。除以上三類常用的消光劑外,有些幹性油,如:桐油也可以在塗料中做為消光劑使用。它主要是利用桐油中共軛雙鍵的高反應活性,使塗膜底麵不同的氧化交聯速度使塗膜表麵產生凹凸不平而達到消光效果。塗料為獲得低光澤,消光劑起了不可替代的作用。但它在使用過程中,仍存在著諸多缺陷等待改進,如消光劑的選取和使用條件較為苛刻;本公司根據客戶的要求不同的消光劑。