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蜡改性二氧化硅消光剂的改性制备及应用

2019-12-12
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摘要

【前言】涂料中用的消光剂可分为有机和无机两大类。其中消光效果最好的当属二氧化硅类消光剂,但该类消光剂在涂料使用中存在易产生沉淀,分散困难等问题。用高分子合成蜡对二氧化硅进行表面处理,既可以改善二氧化硅的分散性能,改进了易产生凝聚沉淀的弊病,

【前言】

涂料中用的消光剂可分为有机和无机两大类。其中消光效果最好的当属二氧化硅类消光剂,但该类消光剂在涂料使用中存在易产生沉淀,分散困难等问题。用高分子合成蜡对二氧化硅进行表面处理,既可以改善二氧化硅的分散性能,改进了易产生凝聚沉淀的弊病,又可提高消光剂乃至整个涂层的耐划伤性和手感对其疏水性也有影响,目前包括DEGUSSA公司和GRACE公司的很多产品均采用这类改型技术。

用高分子蜡处理的二氧化硅消光剂主要应用于涂料、造纸、皮革等领域,是目前最高档的消光剂。

合成蜡乳液种类很多,蜡本质性能 乳液粒径 乳化剂类型 PH值等均对改性效果产生很大影响,同时改性方法也也对消光剂的最终性能影响很大。我们采用不同的合成蜡,试论述不同合成蜡乳液对消光剂的改性效果。

【实验部分】

1、主要原料:硅酸钠 (工业级) 硫酸 (工业级) 氨水 (工业级)

2、 改性剂性能:

型号蜡品外观PH值平均粒径(μm)固含量(±2%)乳化体系固体蜡熔点(℃)

V2000PE蜡浅白色液体7-9≤240非120-125

Ft-1FT蜡浅白色液体7-9≤130非105

AF-1PE蜡浅色半透明液体7-9≤0.135非137

(V2000属非极性高密度聚乙烯蜡乳液,Ft-1a为费托蜡乳液,AF-1为极性高密度聚乙烯蜡乳液。)

3、设备:搅拌釜、高速分散机、喷雾干燥机、气流粉碎机、压滤机

4. 基本工艺:在塘瓷搅拌釜内加入硅酸钠溶液,滴加稀硫酸,并搅拌至反应完全,将沉淀物过滤洗涤至中性,将凝胶搅拌液化,并按固对固5%加入改性剂,搅拌均匀,用喷雾干燥机干燥。最后控制气流粉碎机的工艺条件,得到合适粒径的SiO2消光剂。

【结果与讨论】

1、不同改性剂对消光剂性能的影响:

结果 改 性 剂 d50粒径(μm)灼烧失重(%)比表面积

—5.54315

V-20005.69300

Ft-15.49298

AF-15.59304

2、不同改性剂对样漆性能的影响:

选择丙烯酸类水性木器清漆(不含消光剂),按4%比例加入各种消光剂,用高速分散机分散(2000r/min分散30min),用相同条件制膜,评价样片的性能。

样漆序号消光效率

光泽度60(%)手感与抗划伤性附着性样漆存储稳定性

165---

224稍差无影响差

326优无影响优

423稍优无影响优

523稍优无影响优

1—未加消光剂 2—加入未改性消光剂 3—采用V2000改性 4—采用Ft-1改性 5—采用AF-1改性

2.1从比表面积的变化看改性后的消光剂消光效率应略差于未改性消光剂,但实际 上影响不大。看来改性消光剂的分散性好对样漆消光效率有帮助。

2.2改性消光剂在漆内分散性明显由于未改性样品。样品储存60天后加入未改性样品的漆样有明显硬性沉淀,很难复溶;改性后的样漆仅有少量相分离,未出现沉淀。

2.3改性剂的用量与对SiO2粒子的包覆程度和效果有关。同时乳液中蜡粒子的粒径和性能与漆膜的手感和抗划伤性也有关系。蜡乳液乳化体系也对消光剂的包覆效果有影响。今后我们将进一步进行比对,力争研究出更适合二氧化硅包覆改性的专用蜡乳液。