氣相二氧化矽(氣相(xiàng)白碳黑)是極其重要的高科技超微細無機新材料之(zhī)一,由於其粒徑很小(xiǎo),因(yīn)此比表麵積大,表麵吸附力強,表麵能大,化學純度(dù)高、分散性能好、熱阻、電阻等方(fāng)麵具有特異(yì)的(de)性能,以其優越(yuè)的穩定性(xìng)、補強性、增稠性(xìng)和觸變性,在眾多學科(kē)及領域內(nèi)獨具特(tè)性,有(yǒu)著不可取代的作用。
氣(qì)相二氧化矽的分子式:SiO2,白色蓬鬆粉沫,多孔性,無毒無味無汙染,耐(nài)高溫。同時它具備的化學惰性(xìng)以及特(tè)殊的觸變性能明顯改善(shàn)橡膠製品的抗拉強度,抗撕裂(liè)性和耐磨性,橡膠改良(liáng)後強度提高數十倍。下列(liè)為氣相法白炭黑在塗料中的幾種應(yīng)用。
(1) 消光(guāng)劑
氣相法白炭黑折光指數1.46 , 與成膜樹脂的折光指數接近,對漆膜顏色沒有影響。在成膜(mó)過程中(zhōng)遷移到漆膜表麵,能使漆(qī)膜表麵產(chǎn)生預期粗糙度,明顯地(dì)降低其表麵光澤,是一種良好的消光劑。消光效果主(zhǔ)要取決於產(chǎn)品的三個性能:孔積率,粒徑和表麵處理。使用氣相法白炭黑時要注意(yì)與漆膜厚度(dù)的匹配,在厚膜漆裏采用顆粒非(fēi)常細(xì)的氣相法白炭黑,是不能產生適當(dāng)的(de)粗糙度的微細表麵,反之如(rú)在薄膜漆裏采(cǎi)用顆(kē)粒粗(cū)大氣相法白炭黑,雖(suī)然其消光效果非(fēi)常好,但是漆膜表麵的粗糙度將不(bú)能(néng)為絕大多數用戶接受。
(2)流變助劑
流變性是(shì)塗料的重要性能,它(tā)直接影響(xiǎng)到塗料的外觀、施工性(xìng)能及貯存穩定性等(děng)性能,而不同塗料體係對流變助劑的要求也有差異。
對於油性體係而言,大部分流變(biàn)助劑都是形成氫鍵而起作(zuò)用,表麵未處(chù)理的氣相法白炭黑聚集(jí)體(tǐ)是含(hán)有多個羥基,一是孤立的、未受幹擾的自由羥基;二是(shì)連生、彼此形(xíng)成氫鍵的鍵合羥基。這一特性賦予油(yóu)性塗料非常好的貯存性能和施工性能,特別是(shì)厚漿型塗料(如船舶漆),既能保證塗料在一定(dìng)的施工剪切力下有良(liáng)好的流動性,又能保證塗膜的一次施工厚度。
同時,氣相法白炭黑由於能形成氫鍵而提高體係的中低剪切粘度,從而起到增稠作用。因此,氣相法白(bái)炭黑在(zài)油性體係當中的應用非常廣泛。不過在水性體係中,由於水分子也會與氣相法白炭黑形成氫鍵,大大影響其作用,所以通常會對其表麵進行封端處理,並引入氧化鋁(lǚ)等改性,利用配位效應而起(qǐ)流變作(zuò)用,以避開水的影響(xiǎng)。但(dàn)從目前(qián)應用的情況來看,都不是(shì)很理想,需要反複搭配實驗,而且使(shǐ)用不當時(shí)還會導(dǎo)致體係有肝化的趨(qū)勢。
(3)防(fáng)沉劑
氣(qì)相法白炭(tàn)黑是一種理想的防沉劑,它形成的氫鍵結構(gòu)非常均勻穩定,而且是三維網狀結構。因此,對於防止塗料體係(xì)中顏料的沉澱非常有(yǒu)效。特別是對於色漿體係,適當的添加量將大大提高色漿的穩(wěn)定(dìng)性,而且能夠減少潤濕分(fèn)散劑的量,以提高色漿的適用性(xìng)並減少色漿對塗料體係的(de)影響。氣(qì)相法白炭黑的(de)防沉作用對塗料存放非常有利,特別是某些顏料如金屬(shǔ)粉和薄(báo)片,都極(jí)易沉澱及不(bú)能完全(quán)懸(xuán)浮(fú),使用氣相法白炭黑可保證其分散不沉澱,明顯改善塗料的(de)開罐性能(néng)。以配方總(zǒng)量計,氣相法白炭黑用量在0.4%至0.8%的範圍(wéi)內,但特殊(shū)情況下,比如富鋅漆,需增加(jiā)到2%。
(4)抗耐(nài)磨劑
氣相法白炭黑(hēi)采用甲基丙烯矽烷進行表麵處理後,可以添加(jiā)到聚氨酯塗料中,起到耐摩擦的作用。加入5%-15%的氣相法白炭黑,耐摩擦性可提高10%至35%,同時塗料的流變(biàn)性能和幹膜的光學性能都不受負麵影響。此時(shí),添加量大的氣相法白炭黑應該認為是活性填料,而不是助劑。
隨著白炭(tàn)黑的廣泛應(yīng)用,白(bái)炭黑(hēi)的生產發展也非(fēi)常的迅速,目前生產廠家主要有德國Degussa、美國Cabot、德國Wacker。