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广东化工
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2006年第2期
第33卷总第154期
纳米碳酸钙在水性涂料中的研制及应用
刘亚雄，谢忠
(燕华化工实业有限公司，广东恩平529400)
[摘要]本文介绍了纳米碳酸钙的制备，在乳胶漆中作为填料对涂料性能的影响，能代替10％的钛白粉或
立德粉，不降低遮盖力，并且有良好的贮藏稳定性。
[关键词】纳米碳酸钙；乳胶涂料；填充；遮盖力
ResearchonNano-CaC03asFillerforLatexPaint
LiuYaxiong，XieZhong
(YanhuaChemicalIndustryCo．Ltd．，Enping529400，China)
Abstract：ThispaperintroducedthepreparationofnSd_|lO—CaC03andtheinfluenceOFtthecapabilityofpaintwhen
nano—CaC03w∞tookasfillerinemulsionpaintNano·CaC03callinsteadofTi03(thecontentwas10％)orLithopolle．
butalsodoesn’treducethehidingpower，andithasgoodstoringstability
Keywords：llano—CaC03；latexpaint；filler；hidingpower
纳米碳酸钙粒径小、比表面大、具有粗粒子不具有的特殊
性能，如微波吸收性、补强性、触变性等特殊性能。纳米碳酸钙
作为一种优良的填充剂，具有色白质纯、易于着色、无毒无味、
化学性质稳定、成本低廉、粒径和粒子形状可以控制等优势，纳
米碳酸钙广泛的应用在高档汽车底漆、蝗料、橡胶、粘胶剂等
领域o“。
碳酸钙是涂料工业第一大矿物填料，特别是近二十年来，
涂料向环保，高性能方向发展，以汽车涂料、粉末涂料、水性建
筑涂料为代表的新型涂料需要采用更好填料以提高光泽．改
善流变性，提高耐久性，导致纳米碳酸钙的兴起，也使涂料成本
大幅度降低成为可能。我国建筑涂料市场需求不断提高，纳米
碳酸钙用在建筑涂料中有助于满足人们对涂料的日益严格的
性能要求。如其具有空间位阻效应，在制水性乳胶漆中，能使
配方中密度较大的立德粉和钛白粉悬浮．起到防沉降的作用，
使涂料具有良好的开罐效果，增加涂膜白度，降低配方成本，部
分取代钛白粉和其它颜料，被大量采用口】。本文以纳米碳酸
钙加入涂料的涂膜性能变化为例，研究了纳米碳酸钙对建筑
乳胶涂料性能的影响，对促进纳米碳酸钙的应用有一定的指
导意义。
1实验
Il纳米碳酸钙的制备和特·l生
1．1．1纳米碳酸钙的生产流程
图1纳米碳酸钙的生产流程
1．1．2I艺控制指标
表1工艺控制指标
1．1．3产品质量
纳米碳酸钙经过电子显微镜放大，测得其粒径为40一
80nm，样品均匀，颗粒为立方形或菱形．见电镜照片。
[收稿日期]2005—12—1
[作者简介]刘亚罐(1970一)．男．湖南人，工科学士，工程师，主要研究方向：纳米碳酸钙及其应用。
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图2纳米碳酸钙电镜照片
1．2纳米碳酸钙应用水性涂料的主要配方
表2纳米碳酸钙应用水性涂料的主要配方
原料牌号产地规格质量分数
纯丙乳液AC261罗门哈斯公司固含50％25—30
钛白粉R902杜邦公司金红石型12～18
纳米碳酸钙AC广平公司40—80nm10—20
立德粉B301广东省1一15
增稠剂250HBR亚跨龙公司羟乙基纤维索型01—04
流变调节剂SN一619汉高公司缔合型02—06
分散剂SN5040汉高公司固含40％0．2～04
成膜助剂TexanolEASTMAN0．8～15
消泡剂68】E罗地亚02—05
防冻剂丙二醇广东1．5—25
防霉彖菌荆N54D汉高公司02—06
多功能调节剂Amp-95安格斯公司0．06—0．15
1．3水·眭涂料测定的主要实验设备
搅拌砂磨分散多用机(上海JSF--450)，反射率测定仪(上
海C84一A)，建筑涂料耐洗刷仪(上海JTX-2)．旋转粘度计(上
海NDJ一1)，涂膜制备器(上海ZBQ一-)，光泽计(上海wcc6)，
高精度天平，色彩色差计(美能达CR-300)，激光粒度分析仪
(美国BECKMAN)，刮板细度计(天津XDJ)，人工老化仪。
1．4试验方法
1．4．1涂料生产I艺
涂料生产工艺包括原料的混合、分散、研磨、调浆、过滤包
装等工序。其工艺如图3。
1．4．2涂料试验用材料
测量对比率使用聚酯膜，光泽测试使用平板玻璃，其余材
料均为石棉水泥平板。
1．5涂料性能测试”1
表3涂料测试结果
项目国标试验配方
施工性能刷涂二道无障碍符合
耐温变性5次循环无异常
干燥时间／h≤2符合
对比率≥093符合
耐水性／h96无异常
耐碱性／h48无异常
耐洗刷性≥,2000≥5000
耐人工老化／h600不起泡、不剥落．无裂纹
1．6粒径的测定
将样品稀释后，在美国BECKMANCOULTER公司的
L513320型激光粒度分布仪测出样品的粒径，如下图4。
2结果与讨论
2．1纳米碳酸钙对乳胶涂料遮盖力的影响
分别采用纳米碳酸钙取代不同的质量的钛白粉和立德粉
进行试验．测定对比率的变化，结果如图5所示。
ParticleDiameter／p--m
图4纳米碳酸钙应用涂料的粒度分布
图3涂料生产工艺
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从上图5看出，纳米碳酸钙取代一部分钛自粉和立德粉，
对比率先上升，后下降．取代量在7％～8％时，对比率最大。
主要原因是钛白粉的折光指数为2．76，立德粉的折光指数为
l84，碳酸钙的折光指数为1．6；钛自粉和立德粉的较高折光
指数有助于使漆膜的不透光性最大化”o。钛白粉和立德粉的
散射效率在低PVC(颜料体积浓度)下钛白粉的单位遮盖力成
本为常数，随着钛白粉和立德粉的用量增加，效率却连续下降。
纳米碳酸钙由于比表面大，粒径小，它使钛白粉和立德粉的丛
集的倾向变小，颗粒分散均匀，有效地提高了对光的散射，而月
纳米碳酸钙内部有大量的微孔，引人干添膜中，可增加漆膜的
干遮盖力。但是纳米碳酸钙本身的折射率小，加人10％一
11％下，涂膜的对比率下降。从图5可以看出用纳米碳酸钙用
量在10％一11％以内．取代一部分价格昂贵的钛自粉和立德
粉是一种降低涂料成本的有效方法。
2．2纳米碳酸钙与其它物质对涂膜性能的影响
以不同的物质代替一定量的钛白粉，制成涂膜测量各种
性能。
表4不同的物质取代钛白粉的性能
从光泽上看出纳米碳酸钙的光泽较钛白粉、立德粉、特殊
颜料遮盖聚合物低，较轻钙、重钙高。纳米碳酸钙用在涂料中
由于粒径小，所以光泽较高，但是由于吸油值较大难以做光泽
高的涂料。纳米碳酸钙主要用在平光漆、哑光漆，特别是中等
光泽的蛋壳光、丝光漆效果较好，不适合做高光、亮光漆。纳米
碳酸钙，悬浮性好，贮藏稳定性好，明显的改善涂料的开罐效
果．涂料不分层，具有一定的触变性，防流挂效果好。
3结论
纳米碳酸钙是一种价格性能比较高的涂料用原料，在涂
料中可以取代10％的钛白粉或立德粉，而不影响遮盖力，可明
显改善涂料的贮藏稳定性，改善开罐效果。纳米碳酸钙填充于
水性涂料，具有白度高、涂膜光滑等优点，应大力推广应用。
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万方数据
纳米碳酸钙在水性涂料中的研制及应用
作者：刘亚雄，谢忠，LiuYaxiong，XieZhong
作者单位：燕华化工实业有限公司,广东,恩平,529400
刊名：广东化工
英文刊名：GUANGDONGCHEMICALINDUSTRY
年，卷(期)：2006,33(2)
被引用次数：6次
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