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源磊告訴你 | 納米碳酸鈣在涂料領域的應用

分類:
新聞資訊
發布時間:
2020-11-26
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源磊告訴你 | 納米碳酸鈣在涂料領域的應用

 

納米材料是指晶體粒徑為納米級的多晶體材料,具有小尺寸與高濃度晶界兩個重要特征,通常大晶體的連續能帶分裂成接近分子軌道的能級,產生了小尺寸的量子隧道效應,同時由于其高濃度晶界及界面原 子受力不均衡性增加產生了界面效應,這兩種效應導致材料在力學性能、磁性能、光學性能、電性能及熱力學特征發生突變 

 

將納米材料應用于涂料中,由于成膜基料、顏填料及助劑等分子中存在著諸多的活性點,這些活性點可能會與納米粒子表面的活性點之間發生強烈的相互作用,從而有可能形成致密而穩定的涂層,使涂膜的物理化學性能顯著提高。

碳酸鈣是一種無毒、無刺激、無氣味的白色軟質填料,在涂料工業中,其易于與各類聚合物相容,熱穩定性好,是最常用的原料之一,在成膜物中起著骨架作用。近年來隨著納米技術的興起,將納米碳酸鈣應用于涂料中以期改善涂料性能是涂料界關注的熱門話題之一,尤其是國內眾多萬噸級的納米碳酸鈣生產線的建成,更 是迫切需要尋找包括涂料在內的一系列領域中獲得 應用,然而納米碳酸鈣直接應用于涂料中,存在以下缺陷:顆粒表面能高,處于熱力學不穩定狀態,極易團聚;碳酸鈣表面親水疏油,極性很高,在有機介質中難以分散,與基料的結合力差,易形成界面缺陷,導致涂膜性能下降。 

納米碳酸鈣顆粒的表面改性 

納米碳酸鈣顆粒應用于涂料中,要涉及到納米材料與基料的相容性,涂料的成膜基料與塑料、橡膠等高聚物在官能團的種類與數量、相對分子質量等方面明顯不同,進而導致聚合物的表面極性及與顏填料的相互作用方式皆有區別。要使納米碳酸鈣成功應用于涂料中,必須對納米碳酸鈣表面進行特殊的改性。

迄今為止,對納米碳酸鈣的表面處理大多采用傳統的無機顏填料的處理方法,采用的處理劑多為硬脂酸及其鹽類,各類表面活劑與偶聯劑等。張生生等用脂肪酸鈉代替脂肪酸,由于處理時同時通人二氧化碳,實際包膜在碳酸鈣表面的仍是脂肪酸,只是脂肪酸鈉在水中擴散時較脂肪酸小,包膜效果提高。但是從作者提供的電鏡圖片觀察,分散性改善并不顯著。

納米碳酸鈣復合涂料

眾所知周,碳酸鈣本身作為體質填料,廣泛應用 于各類涂料中。它可以改變涂料的流變性、涂層的韌性、耐水性、耐候性,降低涂層的加工成本。與傳統的重鈣或輕鈣相比,雖然納米碳酸鈣的成本大幅度上升,但較其他普通顏填料相比仍處于較低的價位,尤其是碳酸鈣納米化后,其在涂層補強性、透明性、觸變性、流平性等方面所帶來的變化,更是涂料生產企業所關注的熱點。

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