硅微粉在涂料中的神奇作用

文章來源：http://www.dyqzzz.cn 發布時間：2020-03-03 瀏覽次數：189

世界油漆與涂料工業協會(WPCIA)預計,2014年至2018 年,世界涂料產值年復合增長率約將保持在5%以上。隨著全球制造業向亞太地區的轉移,亞太地區的涂料產量逐年增長,已成為全球最大的涂料生產地區,而中國是全球最大的涂料生產國。

涂料性能的改善離不開無機填料,其中硅微粉作為一種重要的填料可以顯著提高涂料的許多性能,而且硅微粉是一種無味、無毒、無污染的非金屬材料,具有硬度大、導熱系數低、耐高溫、絕緣和化學性能穩定等優點。市場上大多數硅微粉是經過成本較低的物理法得到,其市場前景相當廣闊。

圖2:硅微粉

硅微粉可以提高涂料的硬度、耐沖擊力等機械性能

在粉末涂料中鈦白粉是主要的白色填料,但是其制備工藝復雜,對環境污染較大,價格昂貴。硅微粉與鈦白粉結構相似,所以嘗試用硅微粉代替鈦白粉。

涂料的硬度與主要成膜物質、顏料和填料有關,主要成膜物質一定時填料對于涂膜硬度起主導影響。由表2可以看出,隨著硅微粉含量的增加涂膜硬度增加,從而可以大大提高涂膜的耐磨性。

硅微粉有較大的表面活性,在界面上與環氧集團形成遠大于范德華力的作用力,有利于硅微粉與環氧樹脂之間的應力傳遞,提高了承擔載荷的能力。這是最初隨著硅微粉的增加,涂料耐沖擊力增大的原因。當硅微粉的量超過50%時,復合材料的強度下降,耐沖擊力隨之下降,所以硅微粉不能完全代替鈦白粉,但是可以協同作用,一定范圍內提高耐沖擊力。

硅微粉可以改善涂料的吸水率、電氣強度和體積電阻率等

不飽和聚酯絕緣漆由二元醇、飽和二元酸及不飽和二元酸先聚合,然后再加入苯乙烯、鄰苯二甲酸二烯丙酯或丙烯酸酯稀釋而成。電性能、力學性能好,適合于各類電機、變壓器的浸漬處理,可提高電器的絕緣性能、力學性能和導熱性能。

為普通硅微粉填充的絕緣漆;2為活性硅微粉填充的絕緣漆;3為韓國DPI公司推出的硅微粉填充不飽和聚酯絕緣漆。

能明顯看出通過偶聯劑處理形成的活性硅微粉可以使絕緣漆吸水率大大降低,這是因為普通硅微粉極性強,具有親水性,所以其吸水率較大?；钚怨栉⒎郾砻嬉蚺c硅烷偶聯劑的水解基團通過水解、縮合作用,形成共價鍵,在表面形成一層硅烷偶聯劑膜,這樣表面就從極性變成非極性,從而具有憎水性、親油性,因此降低了不飽和聚酯絕緣漆的吸水率。

表4硅微粉種類對絕緣漆電性能的影響

從上表可以看出添加了活性硅微粉后,絕緣漆的電氣強度和體積電阻率明顯提高,這是因為硅微粉經偶聯劑處理后,硅微粉與樹脂結合更加緊密,提高了絕緣漆的電性能。

不過硅微粉的添加會導致涂膜的光澤度和白度下降,如果對光澤度和白度要求不高的話那硅微粉是鈦白粉很好的替代品。