二氧化鈦的遮蓋力研究

發(fā)布時(shí)間：2011-11-01 | 閱讀次數(shù)：3662

二氧化鈦遮蓋力的影響因素有填料粒度、填料折射率、PVC含量等。

填料對(duì)二氧化鈦遮蓋力的影響

在涂膜中，細(xì)粒徑填料使二氧化鈦分布更均勻；大粒徑填料使二氧化鈦聚集，降低了二氧化鈦的遮蓋力。

填料（體質(zhì)顏料）在中高PVC涂料配方中大量使用,它既可以降低成本，也對(duì)涂料的流變性、涂膜的力學(xué)性能等方面產(chǎn)生影響，但填料的粒徑太大時(shí)會(huì)影響二氧化鈦的遮蓋力。配方5-7對(duì)比率(遮蓋力)測試數(shù)據(jù)說明細(xì)粒徑填料可以提高二氧化鈦的遮蓋力。3個(gè)配方相同，表明大粒徑填料不利于二氧化鈦的遮蓋力。

二氧化鈦遮蓋力與填料折射率的關(guān)系

填料在涂膜中對(duì)遮蓋力有兩個(gè)方面的影響，一方面,填料本身具有一定的遮蓋力，由式（1）可知，填料折射率越大，其遮蓋效應(yīng)越強(qiáng)；另一方面，在涂膜中，填料相當(dāng)于基料，式（1）也可看出,填料（相當(dāng)于基料）的折射率越低,遮蓋力越強(qiáng)。在一個(gè)配方中，選用低折射率還是高折射率的填料，要看哪一個(gè)方面起主要作用。

填料折射率的大小關(guān)系為：硅灰石>高嶺土>滑石粉。3 種填料粒徑接近(均為1250目)，粒徑因素的影響很小。在含二氧化鈦純丙乳膠漆體系中，涂料遮蓋力大小關(guān)系為：硅灰石> 高嶺土> 滑石粉，因此，填料本身的遮蓋效應(yīng)起主要作用，折射率越大其遮蓋作用越強(qiáng)。在含二氧化鈦苯丙乳膠漆體系中，涂料遮蓋力大小關(guān)系為：滑石粉>硅灰石>高嶺土，由此可見，滑石粉基料效應(yīng)大于其本身的遮蓋效應(yīng)。

填料的折射率一般在1.45—1.65之間，基料既折射率一般在1.45—1.60之間。當(dāng)涂料選用低折射率的基料時(shí)，選用高折射率的填料可以提高二氧化錨的遮蓋力；當(dāng)涂料選用高折射率的基料時(shí)，選用低子基料折射率的填料可以提高二氧化鈦的遮蓋力。

從3種填料和純丙乳液、苯丙乳液的折射率可以看出，3種填料的折射率均大于純丙乳液的折射率，而滑石粉的折射率小于苯丙乳液的折射率。由此可見，當(dāng)填料的折射率大于基料的折射率時(shí)，填料本身的遮蓋效應(yīng)占主導(dǎo)因素，折射率越大其遮蓋作用越強(qiáng)；當(dāng)填料的折射率小于基料的折射率時(shí)，填料的基料效應(yīng)起主導(dǎo)因素，低于基料折射率的填料有更強(qiáng)的遮蓋效應(yīng)。

PVC丙烯酸涂料對(duì)二氧化鈦遮蓋力的影響

在不同PVC丙烯酸涂料配方中，二氧化鈦遮蓋力、涂料涂布率與PVC的關(guān)系，在PVC低于20%時(shí)，隨PVC增加，二氧化鈦的遮蓋力增大；在PVC高于20%時(shí)，隨PVC增加，二氧化鈦遮蓋力下降；在PVC為20%時(shí)，二氧化鈦的遮蓋力最高。最佳PVC與二氧化鈦粒徑、基料折射率等因素有關(guān)。

PVC低于30%時(shí),隨PVC增加，涂布率增加；PVC在30%至50%之間時(shí)，隨PVC增加，涂布率基本不變。

在PVC高于50%時(shí)，隨PVC的增加，二氧化鈦遮蓋力和涂布率都增加，這是因?yàn)镻VC高于50%時(shí)，基料不能包覆二氧化鈦顆粒，空氣取代一部分基料形成島狀空氣團(tuán)，產(chǎn)生新的散射中心。由于空氣的折射率為1.00，小于基料的折射率；并且PVC越高，空氣取代基料就越多，遮蓋力也越高，這就是通常所說的空氣干遮蓋效應(yīng)，這也是含填料的高PVC涂料設(shè)計(jì)的依據(jù)。

顏料體積濃度(PVC)影響二氧化鈦粒子之間的距離。低PVC涂料中二氧化鈦粒子之間的距離大；高PVC涂料二氧化鈦粒子之間的距離小，粒子排列擁擠。當(dāng)粒子之間的距離比光波半波長還小時(shí)，單個(gè)粒子不再具有獨(dú)立散射中心的功能，反而降低遮蓋效率。

綜合以上分析，在只含二氧化鈦顏料的涂料配方中，最佳PVC的選擇在20%-30%之間。

從式(1)可以看出，當(dāng)顏料一定時(shí)，基料折射率越小，遮蓋力越大。不同基料折射率測試結(jié)果可以看出，在乳膠漆體系中，純丙乳液比苯丙乳液折射率小，在溶劑型基料中，溶劑型丙烯酸比醇酸樹脂的折射率小。因此，在同樣的配方(PVC、二氧化鈦含量相同)中，純丙乳膠漆比苯丙乳膠漆的遮蓋力要強(qiáng)，溶劑型丙烯酸涂料比溶劑型醇酸涂料的遮蓋力要強(qiáng)。