细滑石粉的分散及其在水性涂料中的应用

胡庆荣

（大庆油田庆升实业公司，黑龙江大庆 163416）

细滑石粉的分散及其在水性涂料中的应用

胡庆荣

（大庆油田庆升实业公司，黑龙江大庆 163416）

利用沉降试验测定了不同类型的高分子分散剂在水性介质中分散细滑石粉的分散效果，待细滑石粉分散稳定后，将其悬浮液置于苯丙乳液中，二者融合形成了水性涂料。结果表明：分散剂FSJ-502的分散效果最好；细滑石粉加入后涂层的干性、回黏性、硬度和耐蚀性均有所提高。

细滑石粉；水性涂料；分散试验

Abstract：the use of different types of polymer dispersant dispersed fine talc in aqueous medium were determined by sedimentation test，and the dispersion stability of fine powder suspension was added into emulsion paint made of water.The results show that the dispersing effect of dispersant FSJ-502 is the best.The addition of fine stone powder increases the drying，viscosity，hardness and corrosion resistance of the coating.

Key words：fine stone powder；waterborne coatings；dispersion test

随着经济和技术的进步，细滑石粉被广泛运用于各行各业中，例如涂料、化妆品、塑料及造纸等。将细滑石粉运用到涂料过程中，能够达到涂料与墙面形成易刷、平整及光泽度好的效果，因此，使用了细滑石粉的涂料，具有良好的耐冲击性、柔韧性，并且其具有硬度高的特点。在室内装修中，人们对涂料的环保性和安全性越来越追求，大范围地使用水性涂料，其发展速度不断加快，水性涂料中使用的细滑石粉越来越受重视，技术人员不断总结经验，分析其优缺点，发现其具有疏水性能的同时，在分散过程中稳定性不强的缺点。下面对分散试验及水性涂料中的应用效果进行分析。

1 试验过程

1.1 对细滑石粉进行沉降试验

利用10mL的量筒进行不同分散剂浓度的滑石粉悬浮液配置，其浓度为2%，容积为10mL。利用超声分散0.5h后，将其放置10h，可通过记录沉降层的厚度，以便进行沉降率的计算，这一计算目标需要依据实际情况进行。这一情况下，沉降率可通过分散剂分散效果来衡量，并进行效果好坏判断，当数值越小，其效果越好。

1.2 测定分散剂吸附等温线

第一，对分散剂溶液进行配比，配制浓度是1%，并进行波长的测量和计算，可通过紫外可见光光度的实际情况进行。第二，在试验过程中可利用分散剂在质量分数不同的配比关系，进行标准曲线的设计和描画，这一过程通过λ处吸光度值来确定，不同配比分别为0.01%、0.04%、0.07%、0.1%、0.3%、0.5%和0.7%。第三，在试验中配制2%滑石粉悬浮液，容量为10mL，并根据不同浓度分散剂进行超声分散，放置及离心分离的方式进行上层溶液的测定，并据此将吸光度值计算在内，通过标准曲线可测出分散剂的平衡浓度。分散剂起始浓度和平衡浓度之间差既是分散剂在滑石粉上吸附量，从而得出分散剂吸附等温线。

1.3 制备涂层

在苯丙乳液为主要成膜物质的水性涂料中，加入细滑石粉，这个操作中需要注意一定配比问题。其配制过程包括：第一，在质量为20g，固含量为48.4%的苯丙乳液中，将10%的成膜助剂加入其中，放置于磁力搅拌机并进行搅拌，以达到混合均匀的目标。第二，在10mL的去离子水中，将质量分别为0.2g、0.6g及1g的细滑石粉放入，并将分散剂加入，进行30min的超声分散。第三，考虑以上两个部分的混合程度可能性较大，并且将助剂加入其中，进行搅拌后均匀可得到涂料。制备好的涂料可均匀喷涂在A3的碳钢周围，并将其厚度控制在25±3µm，以便观察和讨论结果。

2 结果和讨论

2.1 分散剂在滑石粉分散中的作用

在加入不同分散剂后，在试验过程中进行不同分散剂细滑石粉的沉降试验，其使用FSJ-502、DA-01、5040、S-100的分散剂，并对其进行沉降率的计算。将不同分散剂加入滑石粉进行沉降试验后，其所呈现的悬浮液沉降率不一样，具体结果为：S-100<5040

2.2 分散剂在滑石粉上的吸附等温线

在实验过程中，为达到更好效果，进行FSJ-502使用量对沉降率产生影响问题的解释，根据其吸附等温线所测定结果，根据其所吸收到的紫外线光谱进行其波长范围的界定，得到当波长为300～340nm时，其可吸收光谱，并达到吸光效果良好的效果。所以，当进行吸附等温线的测算时，将320nm作为加入量的λ。

由FSJ-502的标准曲线可知，FSJ-502的质量分数与吸光度呈较好的线性关系。由FSJ-502的吸附等温线可知，吸附量在实验过程中是受到ce量变大的影响而加大，而ce在0.657 5g/L中，吸附量达到饱和的趋势。进行对比实验过程中，FSJ-502量加大，则吸附量也变大，而悬浮液在这个过程中其沉降率呈现降低的趋势，这一现象表明，分散剂在颗粒表面吸附量直接影响分散效果。FSJ-502在细滑石粉的表面进行吸附时，高分子长链得到充分伸展，形成几纳米甚至几十纳米吸附层，吸附层产生后，具备足够的空间对颗粒聚集进行组织；在加入一定量的FSJ-502，其所包含的颗粒吸附量到达饱和临界点，这个过程中悬浮液沉降率也达到稳定状态。这是由于洗滑石粉在一定大小时范围时，具备分散剂最佳相对分子质量，当这一质量较小时，吸附能力较弱，而当其质量较大时，容易引发不良现象。

3 滑石粉影响涂层性能

在水性涂料的使用过程中，其涂层随着细滑石粉数量的不同而呈现不同性能，当增加细滑石粉的使用量时，表层干能力、回黏性及硬度、耐腐蚀性能都得到提升；然而，随着添加量的不断增多，其透光率及吸附力受到影响而呈现下降趋势，而其柔韧性及耐冲击性未受到影响。涂层表干能力、回黏性、硬度等受到细滑石粉加入量的影响，当加入量越高时，以上三项系数就越高，并且在使用过程中，细滑石粉具有片状结构，这一结构能够增强涂料流平性，并缓解土层带来的缺陷问题，并对涂层耐腐蚀性产生有利影响。另外，当细滑石粉加入量过多时，其透光作用降低，而滑石粉层结合力较弱，不利于附着墙面，容易脱落。细滑石粉的长径比较高，其耐冲击性及断裂韧性也较好，从而具有较强的柔韧性和耐冲击性。

4 结语

将不同类型的分散剂加入到细滑石粉悬浮液时，其分散效果也存在差别，其结果为FSJ-502>DA-01>5040>S-100，可得出在实验过程中，分散效果最好的是FSJ-502，在实验过程中，不难发现，其在悬浮液中增量越多，其分散效果逐渐变强，而当达到一定浓度时，其分散效果达到稳定趋势，在苯丙乳液中加入实验后分散稳定的细滑石粉悬浮液后，形成涂料，此时涂层在表干性能、回黏和硬度、耐腐蚀性方面性能得到提升，并且形成较为稳定的柔韧性和耐冲击性。

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Dispersion of Fine Stone Powder and Its Application in Water Borne Coatings

Hu Qing-rong

TQ630.4

A

1003–6490（2017）09–0051–02

2017–06–09

胡庆荣（1978—），男，江苏姜堰人，工程师，主要从事涂料生产技术与管理工作。