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从化学成分上划分
体质颜料基本上均为钡、钙、镁、铝等金属的硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐等的盐类、氧化物及氢氧化物,或从前两类物质衍生的错合双盐类(见图2)。常用的体质颜料有硫酸钡(天然重晶石粉、沉淀梳酸钡)、碳酸钙(轻质、重质)、高岭土、有机膨润土、硅酸镁(滑石粉)、云母粉、硅土等。

(1)钡化合物。分为天然硫酸钡(重晶石粉)和沉淀硫酸钡两种,化学成分为BaSO4。硫酸钡是一种化学性质极为稳定的体质颜料,耐酸、耐碱。可使涂膜坚硬和增加不透性,与少量氧化锌合用还能提高耐磨性。缺点是密度大。不同类型硫酸钡对粉末涂料光泽有不同程度的影响,用于无消光剂成分的粉末涂料产品中,采用沉淀硫酸钡的涂层光泽在90%以上;采用超细天然硫酸钡(粒度在0.1~2μm)光泽在80~90%;而天然消光硫酸钡(通常粒径5~15μm)光泽在60~80%。因此,对于不同光泽产品可选择相应的硫酸钡。对于物理消光产品体系,消光硫酸钡有利于光泽降低,而在化学消光体系,消光硫酸钡对光泽降低无益反而可能会使光泽会上升,建议化学消光产品体系采用超细硫酸钡。

(5)硅化合物。包括粘土、硅土、白炭黑等。石英粉属硅土类,是天然的二氧化硅,质地坚硬耐磨性强,缺点是不易分散,容易沉淀。硅藻土比石英粉软而细,化学性质稳定。硅类体质颜料由于孔隙率较高、吸油量较大,常用来做消光作用填料使用,特别是沉淀白炭黑在溶剂型涂料充当消光剂使用。硅类体质颜料硬度高,可以作用粉末涂料的增硬填充剂。另外,硅类体质颜料具有的耐高温性能,又在高温下与铝粉颜料发生化学反应,故常用作耐高温的功能性填充料。而气相白炭黑,具有特殊的晶体结构,常用作粉末涂料后加的流化剂。

(6)复合无机体质颜料。复合无机体质颜料是指两种以上无机物组成的化学成分复杂的无机体质颜料。复合无机体质颜料按其形成方式可分为天然复合无机体质颜料和人工复合无机体质颜料。

现代新型粉末涂料产品不仅要求非金属矿物体质颜料具有增量和降低材料成本的基本功能,更重要的是能够填充材料的性能或具有补强和增强的功能。粒径微细化、化学成分和晶体结构复杂化、表面活化被认为是提高无机体质颜料的填充增强和其他性能的主要技术途径。
总之,体质颜料的化学成分决定了其基本的物化性能,不同的产品应根据自身特点选择相应的体质颜料,如硅酸铝的化学惰性,使其成为超耐候粉末涂料的。但其的吸油量与分散性又限制了其在耐候性粉末涂料的用量。
体质颜料也可以根据粉碎加工技术的深度和粉体物料物理化学性质及应用性能的变化,一般将细粉体和微细粉体划分为10~100μm(细粉)、0.1~10μm(超细粉)和0.001~0.1μm(超微细粉)三种。粉末涂料按如上划分属于微米级颗粒产品,通常平均粒径分布在10~90μm范围之内,小于10μm称为超细粉,在于90μm称为粗粉。
粒径介于0.1~100nm的粉体材料,即小于0.1μm的体质颜料已归属于纳米材料。纳米材料(Nano Material)是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(0.1-100nm)或由他们作为基本单元构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料的总称。纳米材料是指由纳米颗粒(nanoparticle)组成,纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料。特征维度尺寸在纳米量级(1~100nm)的固态材料,具有尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子比例大等四大特点。纳米材料是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料,即处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。
粘土矿物的结构单位层有两种类型:蒙脱石(膨润土)型:属三层型的结构单位层(2:1型),由两层四面体夹一层八面体组成,伊利石和绿泥石也属三层型。高岭石型:属双层型的结构单位层(1:1型),由一个八面体层连接一个四面体层组成。层状结构体质颜料不具备非层状体质颜料具有的高硬度性能,但具润滑性、阻隔作用,用于涂料产品中使涂层具有非常好的爽滑感,可以阻挡

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