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源磊告诉你 | 纳米碳酸钙在涂料领域的应用

发布时间:

2024-01-29 09:35

 

源磊告诉你 | 纳米碳酸钙在涂料领域的应用

 

纳米材料是指晶体粒径为纳米级的多晶体材料,具有小尺寸与高浓度晶界两个重要特征,通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级,产生了小尺寸的量子隧道效应,同时由于其高浓度晶界及界面原 子受力不均衡性增加产生了界面效应,这两种效应导致材料在力学性能、磁性能、光学性能、电性能及热力学特征发生突变 

 

将纳米材料应用于涂料中,由于成膜基料、颜填料及助剂等分子中存在着诸多的活性点,这些活性点可能会与纳米粒子表面的活性点之间发生强烈的相互作用,从而有可能形成致密而稳定的涂层,使涂膜的物理化学性能显著提高。

碳酸钙是一种无毒、无刺激、无气味的白色软质填料,在涂料工业中,其易于与各类聚合物相容,热稳定性好,是最常用的原料之一,在成膜物中起着骨架作用。近年来随着纳米技术的兴起,将纳米碳酸钙应用于涂料中以期改善涂料性能是涂料界关注的热门话题之一,尤其是国内众多万吨级的纳米碳酸钙生产线的建成,更 是迫切需要寻找包括涂料在内的一系列领域中获得 应用,然而纳米碳酸钙直接应用于涂料中,存在以下缺陷:颗粒表面能高,处于热力学不稳定状态,极易团聚;碳酸钙表面亲水疏油,极性很高,在有机介质中难以分散,与基料的结合力差,易形成界面缺陷,导致涂膜性能下降。 

纳米碳酸钙颗粒的表面改性 

纳米碳酸钙颗粒应用于涂料中,要涉及到纳米材料与基料的相容性,涂料的成膜基料与塑料、橡胶等高聚物在官能团的种类与数量、相对分子质量等方面明显不同,进而导致聚合物的表面极性及与颜填料的相互作用方式皆有区别。要使纳米碳酸钙成功应用于涂料中,必须对纳米碳酸钙表面进行特殊的改性。

迄今为止,对纳米碳酸钙的表面处理大多采用传统的无机颜填料的处理方法,采用的处理剂多为硬脂酸及其盐类,各类表面活剂与偶联剂等。张生生等用脂肪酸钠代替脂肪酸,由于处理时同时通人二氧化碳,实际包膜在碳酸钙表面的仍是脂肪酸,只是脂肪酸钠在水中扩散时较脂肪酸小,包膜效果提高。但是从作者提供的电镜图片观察,分散性改善并不显著。

纳米碳酸钙复合涂料

众所知周,碳酸钙本身作为体质填料,广泛应用 于各类涂料中。它可以改变涂料的流变性、涂层的韧性、耐水性、耐候性,降低涂层的加工成本。与传统的重钙或轻钙相比,虽然纳米碳酸钙的成本大幅度上升,但较其他普通颜填料相比仍处于较低的价位,尤其是碳酸钙纳米化后,其在涂层补强性、透明性、触变性、流平性等方面所带来的变化,更是涂料生产企业所关注的热点。

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