氣相二氧化矽(氣相白碳黑)是極其重要的高科技超微細無機新材料之一,由於其粒徑很小,因此比表麵積大,表麵吸(xī)附力強,表麵(miàn)能大,化學純度高、分散性能好、熱阻、電阻等方(fāng)麵具有特異的性能,以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性(xìng),在眾多學科及領域內獨具(jù)特性,有著不可取(qǔ)代(dài)的作用。
氣相二氧化矽(guī)的分子式:SiO2,白色蓬(péng)鬆粉沫,多孔性,無(wú)毒無味無汙染,耐高溫。同(tóng)時它具備的化學惰性以(yǐ)及特殊的觸變性能明顯改善橡膠製品的抗拉強度,抗撕裂性和耐磨性,橡膠改(gǎi)良(liáng)後強度提高數十(shí)倍。下(xià)列為氣相法白炭黑在塗料中的幾種應用。
(1) 消光劑
氣相(xiàng)法白炭黑折光指數1.46 , 與成膜樹脂的(de)折光指數接近,對漆膜顏色沒有影響。在成膜過程中遷移到漆膜表麵,能使漆膜表麵(miàn)產生預期粗糙度,明顯地降低其表麵光澤,是一種良好的(de)消光劑。消光效果主要取決於產品的三個性能:孔積率,粒徑和表麵處理。使用(yòng)氣相法(fǎ)白炭黑時(shí)要注意與漆(qī)膜(mó)厚度的匹配,在厚膜(mó)漆裏采用顆粒非常(cháng)細的氣相法白炭黑,是不能產生適當(dāng)的粗糙度的微細表麵,反之如在薄膜漆(qī)裏(lǐ)采用顆粒粗大氣相法白炭黑,雖然其消光效(xiào)果非常好,但是漆膜表麵(miàn)的粗糙度(dù)將不能為絕大多數用戶接受。
(2)流變助劑
流變(biàn)性是塗料的重要性能,它直接影響到塗料的外觀、施工性能及貯存穩定性等性能(néng),而不同塗料體係對流變助劑的要求也有差異。
對於油性(xìng)體係而言,大部分流變助劑都是形成氫鍵而起作用,表麵未處理的(de)氣相法白炭黑聚集體是含有多個羥基,一是孤立的、未受幹擾(rǎo)的自由(yóu)羥基;二是連生、彼(bǐ)此形成(chéng)氫鍵的鍵合羥基。這一特性賦予油性塗料非常(cháng)好(hǎo)的貯存性能和施工性能,特別是厚漿型塗料(如船舶漆),既能保證塗料在一定(dìng)的施(shī)工剪切力下有良好的流動性,又能保證塗膜的一次施工厚度。
同時,氣(qì)相法(fǎ)白炭黑由於能形成氫(qīng)鍵而(ér)提高體係的中低剪切粘度,從而起到增稠(chóu)作用。因此,氣(qì)相法白炭黑在油性體係當中的應用非常廣泛。不過在(zài)水性體係中,由於水分子也會與氣相法白炭黑形成氫(qīng)鍵,大大影(yǐng)響其(qí)作用,所以通常會對其表麵進行封端處理,並引入氧化鋁等改性,利用(yòng)配位效應(yīng)而起流變(biàn)作用,以避開水的(de)影響。但從目前應用的情況來看(kàn),都不是很理(lǐ)想,需要(yào)反複搭配(pèi)實(shí)驗,而且使用不當時還會導致體係有肝(gān)化的(de)趨勢。
(3)防沉劑
氣相法白炭黑是一種理想的防(fáng)沉劑,它形成的氫鍵結構非(fēi)常均勻穩定,而且是三維網狀結構(gòu)。因此,對於防止塗料(liào)體係中顏料的沉澱非常有效。特別是對於色漿體係,適當的添加量將大大(dà)提高色漿的穩定性,而且能夠減少潤濕分散劑的量,以提高色漿的(de)適用性並減少色漿對塗料體係的影響。氣相法白炭黑的防沉作用對塗料存放(fàng)非常有利,特別是(shì)某(mǒu)些顏料如金屬(shǔ)粉和薄片,都極易沉澱及不能(néng)完全懸浮,使用氣相法白炭黑可保證其(qí)分散不沉(chén)澱,明顯(xiǎn)改善塗料的開罐(guàn)性能。以配方總量計,氣相(xiàng)法白炭(tàn)黑(hēi)用量(liàng)在0.4%至(zhì)0.8%的(de)範圍內,但特殊情(qíng)況下,比如富鋅漆,需增加到2%。
(4)抗耐磨劑
氣相法(fǎ)白炭黑(hēi)采用甲基丙烯矽烷進行表麵處理後,可以添(tiān)加到聚氨酯塗料中,起到耐摩擦(cā)的作用。加入5%-15%的氣相法(fǎ)白炭黑,耐摩擦性可(kě)提高10%至35%,同時塗料的(de)流(liú)變性能和幹膜的光學性能都不受負麵影響。此時,添加量大的氣相(xiàng)法白炭黑應(yīng)該認為是活性填料,而不是(shì)助(zhù)劑(jì)。
隨著白炭黑的廣泛應用(yòng),白炭黑(hēi)的生產發展也非常的迅速(sù),目前生產(chǎn)廠家主要有德國Degussa、美國(guó)Cabot、德國Wacker。