氣相二氧化硅在涂料中的作用

流變性是涂料的重要性能,它直接影響到涂料的外觀,施工性能及儲存穩定性等性能,而不同涂料體系對流變助劑的要求也有差異.對于油性體系而言,大部分流變助劑都是形成氫鍵而起作用的.表面未處理的氣相二氧化硅聚集體含有多個 ,其中,一是孤立的,未受干擾的自由 二是連生的,彼此形成氫鍵的鍵合 氫鍵鍵合 在油性體系中,極易形成三維的網狀結構,這種結構受機械力影響時會破壞,使粘度下降,涂料恢復良好的流動性;當剪切力消除后,三維結構會自行恢復,粘度上升.在完全非極性液體中,粘度恢復時間只需幾分之一秒;在極性液體中,回復時間較長,這取決于氣相二氧化硅的濃度及其分散程度,這一特性賦予油性涂料非常好的儲存和施工性能,特別是厚漿形涂料,既能保證涂料在一定的施工剪切力下有良好的流動性,又能保證涂膜的一次施工厚度,通常,在施工過程中,由于涂層邊緣的溶劑揮發較快,導致表面張力不均勻,容易使涂料向邊緣移動,而二氧化硅網絡能夠有效的阻止涂料的移動而形成厚邊,同時還防止涂料在固化過程中的流掛現象,使涂層均勻.同時,氣相二氧化硅由于能形成氫鍵而提高體系中的中低剪切粘度,從而起到增稠作用.因此,氣相二氧化硅在油性體系中的應用非常廣泛.

氣相二氧化硅是一種理想的防沉劑,對于防止涂料體系中顏料的沉淀非常有效,特別是對于色漿的體系,適當的添加量將大大提高色漿的穩定性,而且能夠減少潤濕分散劑的量,以提高色漿的適用性,并減少色漿對涂料體系的影響,氣相二氧化硅的防沉作用對涂料存放非常有利,特別是某些顏料,如金屬粉和薄片,都極易沉淀且不能完全懸浮,使用氣相二氧化硅可保證其分散不沉淀.以配方總量計,二氧化硅用量在0.4%-0.8%的范圍內,但特殊情況下,比如富鋅漆,需增加到2%.

在粉末涂料體系中,由于氣相二氧化硅的小粒徑和高表面能,它們可以吸附在涂料粉體的表面,并在粉體表面形成一個表層,提高粉料得分散性,故可作為分散劑使用.在同一涂料系統中,加入氣相二氧化硅可明顯縮短分散時間,提高生產效率.單值得注意的是,先將氣相二氧化硅分散完全效果更好,其添加量不宜太多,一般不超過1%.因為添加量過多會導致體系觸變性能較強,導致分散時邊緣分散剪切力不夠,而呈凍狀,影響分散效率,特殊情況如富鋅漆需要添加2%時可以同時搭配其他流變主機助劑一起使用,并利用醇類溶劑調整氣相二氧化硅的流變性能.

氣相二氧化硅折光指數1.46,與成膜樹脂的折光指數接近,對漆膜顏色沒有影響.成膜過程中其遷移到漆膜表面,能使表面產生預期粗糙度,明顯的降低表面光澤,是一種良好的消光劑,使用氣相二氧化硅是要注意與漆膜厚度的匹配.在厚膜漆里,采用顆粒非常細的氣相二氧化硅,涂膜表面不能產生適當的粗糙度;反之,如在薄膜漆里采用顆粒粗大的氣相二氧化硅,雖然其消光效果非常好,但是漆膜表面的粗糙度將不能為絕大多數用戶接受,一般來說,氣相二氧化硅粒度約為3-7 ，適合于干膜厚度為15-40 的涂料體系。用氣相二氧化硅配漆，除了配成漿狀物后加到漆里分散外，還可以直接調配到漆中。通常在容器內，以線速度20m/s（約1000r/min）的攪拌葉輪分散10-15min就可達到充分的分散。

氣相二氧化硅采用甲基丙烯硅烷進行表面處理后，添加到聚胺酯涂料中，可以起到耐摩擦的作用。加5%-15%的氣相二氧化硅，耐摩擦性可提高10%-35%，同時涂料的流變性能和干膜的光學性能都不受負面影響。

氣相二氧化硅還可以提高涂料的耐侯性、抗劃傷性，提高涂層與基材之間的結合強度，同時，氣相二氧化硅具有極強的紫外線吸收、紅外光反射特性，填加在涂料中能提高涂料的抗老化性能。