涂料助剂之——气相二氧化硅（附日本德山的产品资料） 涂料, 助剂涂料, 助剂

糊里糊涂

首先说明，气相二[wiki]氧[/wiki]化[wiki]硅[/wiki]的最大用途是在合成[wiki]橡胶[/wiki]，[wiki]硅橡胶[/wiki]和[wiki]复合材料[/wiki]中，但在[wiki]涂料[/wiki]油墨中的应用也由来已久，值得各位涂料同仁参考一下。

市场情况：
四大国际生产厂家Degussa,Wacker,cabot,Tokuyama。生产厂家首推Degussa，1941年德国DEGUSSA 公司发明气相二氧化硅制备技术，但其在中国市场由于高价位的定位策略，市场并不理想。Wacker的一些产品特色明显，如在高透明体系中的T40暂时无出其右。国内有三家，沈阳[wiki]化工[/wiki]股份有限公司,上海[wiki]氯碱[/wiki]化工股份有限公司和广州吉必时科技事业有限公司，质量上应首推沈阳化工，但产量太小，难以与国外巨头相抗衡。Cabot去年国内投产，Tokuyama今年国内投产，Wacker位于张家港的工厂也即将投产，加起来产能巨大，今后市场上必定狼烟四起。

在涂料中的作用：
1，流变[wiki]助剂[/wiki]


流变性是涂料的重要性能,它直接影响到涂料的外观,施工性能及储存稳定性等性能,而不同涂料体系对流变助剂的要求也有差异.对于油性体系而言,大部分流变助剂都是形成[wiki]氢[/wiki][wiki]键[/wiki]而起作用的.表面未处理的气相二氧化硅聚集体含有多个 ,其中,一是孤立的,未受干扰的自由 二是连生的,彼此形成氢键的键合 氢键键合 在油性体系中,极易形成三维的网状结构,这种结构受[wiki]机械[/wiki]力影响时会破坏,使粘度下降,涂料恢复良好的流动性;当剪切力消除后,三维结构会自行恢复,粘度上升.在完全非极性液体中,粘度恢复时间只需几分之一秒;在极性液体中,回复时间较长,这取决于气相二氧化硅的浓度及其分散程度,这一特性赋予油性涂料非常好的储存和施工性能,特别是厚浆形涂料,既能保证涂料在一定的施工剪切力下有良好的流动性,又能保证涂膜的一次施工厚度,通常,在施工过程中,由于涂层边缘的溶剂挥发较快,导致表面张力不均匀,容易使涂料向边缘移动,而二氧化硅网络能够有效的阻止涂料的移动而形成厚边,同时还防止涂料在固化过程中的流挂现象,使涂层均匀.同时,气相二氧化硅由于能形成氢键而提高体系中的中低剪切粘度,从而起到增稠作用.因此,气相二氧化硅在油性体系中的应用非常广泛.不过,在水性体系中,由于水分子会与气相二氧化硅形成氢键,大大影响其作用,所以通常会对其表面进行封端处理,并引入[wiki]氧化铝[/wiki]等改性,利用配位效应而引起流变作用,以避开水的影响.但从目前应用的情况来看,都不是很理想,需要反复搭配实验,而且使用不当时,还会导致体系有劣化的趋势.
2，防沉剂


气相二氧化硅是一种理想的防沉剂,对于防止涂料体系中[wiki]颜料[/wiki]的沉淀非常有效,特别是对于色浆的体系,适当的添加量将大大提高色浆的稳定性,而且能够减少润湿分散剂的量,以提高色浆的适用性,并减少色浆对涂料体系的影响,气相二氧化硅的防沉作用对涂料存放非常有利,特别是某些颜料,如金属粉和薄片,都极易沉淀且不能完全悬浮,使用气相二氧化硅可保证其分散不沉淀.以配方总量计,二氧化硅用量在0.4%-0.8%的范围内,但特殊情况下,比如富[wiki]锌[/wiki]漆,需增加到2%.
3，助剂分散


在[wiki]粉末涂料[/wiki]体系中,由于气相二氧化硅的小粒径和高表面能,它们可以吸附在涂料粉体的表面,并在粉体表面形成一个表层,提高粉料得分散性,故可作为分散剂使用.在同一涂料系统中,加入气相二氧化硅可明显缩短分散时间,提高生产效率.单值得注意的是,先将气相二氧化硅分散完全效果更好,其添加量不宜太多,一般不超过1%.因为添加量过多会导致体系触变性能较强,导致分散时边缘分散剪切力不够,而呈冻状,影响分散效率,特殊情况如富锌漆需要添加2%时可以同时搭配其他流变主机助剂一起使用,并利用[wiki]醇[/wiki]类溶剂调整气相二氧化硅的流变性能.
4，消光剂


气相二氧化硅折光指数1.46,与成膜[wiki]树脂[/wiki]的折光指数接近,对漆膜颜色没有影响.成膜过程中其迁移到漆膜表面,能使表面产生预期粗糙度,明显的降低表面光泽,是一种良好的消光剂,使用气相二氧化硅是要注意与漆膜厚度的匹配.在厚膜漆里,采用颗粒非常细的气相二氧化硅,涂膜表面不能产生适当的粗糙度;反之,如在薄膜漆里采用颗粒粗大的气相二氧化硅,虽然其消光效果非常好,但是漆膜表面的粗糙度将不能为绝大多数用户接受,一般来说,气相二氧化硅粒度约为3-7 ，适合于干膜厚度为15-40 的涂料体系。用气相二氧化硅配漆，除了配成浆状物后加到漆里分散外，还可以直接调配到漆中。通常在容器内，以线速度20m/s（约1000r/min）的搅拌叶轮分散10-15min就可达到充分的分散。
5，抗耐磨剂


气相二氧化硅采用甲基丙烯硅烷进行表面处理后，添加到聚[wiki]胺[/wiki][wiki]酯[/wiki]涂料中，可以起到耐摩擦的作用。加5%-15%的气相二氧化硅，耐摩擦性可提高10%-35%，同时涂料的流变性能和干膜的[wiki]光学[/wiki]性能都不受负面影响。
6，其他作用


气相二氧化硅还可以提高涂料的耐侯性、抗划伤性，提高涂层与基材之间的结合强度，同时，气相二氧化硅具有极强的紫外线吸收、红外光反射特性，填加在涂料中能提高涂料的抗老化性能。

请注意：良好的分散条件（足够的剪切力）是其性能体现的前提条件。

附件：Tokoyama的产品资料，包含了牌号，制造原理，主要用途等，觉得有用的请下载。

tingshun

气相二氧化硅使用最关键是其分散问题，分散不好，漆膜会出现许多小颗粒，有没有哪位高人可以介绍下。

糊里糊涂

这位朋友问到关键上去了。这个其实也是制约白[wiki]炭黑[/wiki]在普通涂料里面使用的一个因素
分散时剪切力是关键，如果用的高速搅拌的话，建议线速度要达到10-20m/s，分散结束刮板看一下细度，一般来讲，Degussa,Wacker和Cabot的产品在这样的剪切力下都能够实现比较好的分散。简单对比一下，M5（Cabot）,N20(Wacker),A200(degussa)这三个常见的比表[wiki]面积[/wiki]200的亲水性产品，M5最容易分散，但分散条件足够好的情况下，M5的触变性就要差一些了。回答完毕。

tingshun

是不是算错了。我才下两个附件就扣了我11个[wiki]万客币[/wiki]。

糊里糊涂

这次我给你补上，下次有问题及时找老大投诉，只要有真凭实据，回还你公道的。

zhangketang

气相二氧化硅的分散难问题，其实是个润湿难问题－
1、可以加入润湿剂；
2、生产时，投入气相二氧化硅后，完全可以等到充分浸泡润湿后，再开搅拌。

hejia

那可不可以将气相二氧化硅加到树脂中，高速分散以后再加到涂料中研磨？

zhangketang

[quote]原帖由 [i]hejia[/i] 于 2007-11-2 09:48 发表 [url=http://bbs.wcoat.com/redirect.php?goto=findpost&pid=69927&ptid=23655]http://bbs.wcoat.com/images/common/back.gif[/url]
那可不可以将气相二氧化硅加到树脂中，高速分散以后再加到涂料中研磨？ [/quote]
如果，你用气相二氧化硅来消光，肯定建议你：不能！因为，研磨后，它的消光作用将大大降低。
但如果作其它用途，我就说不出为什么不能了，我只能告诉你，没有必要研磨！因为，既然你都
能开高速搅拌，开始高速分散了，你的难题也已经解决大半了－

hejia

我是用来防沉的，上面不是说气相二氧化硅的分散越好则防沉的效果就越好吗,如果是在研磨过后加入，我们的电机转数不快，剪切力不够，怕分散不均匀，所以想在研磨的时候加入。
另：如果配上[wiki]聚酰胺[/wiki]的防沉蜡，对于[wiki]环氧[/wiki]云[wiki]铁[/wiki]的防尘效果有多大的增强作用？

zhangketang

气相二氧化硅主要问题是个润湿问题，只要润湿充分，是可以很好分散的。
另，气相二氧化硅与聚[wiki]酰胺[/wiki]的防沉蜡的防沉机理，都是利用它们的触变性。
效果比单独用气相二氧化硅的要好。其实，加入合适润湿剂的话，单独的
气相二氧化硅或者聚酰胺的防沉蜡，效果也同样是不错的，但，大多数朋
友都喜欢将两种匹配用着。