涂料用二氧化硅消光剂最新研究进展-2

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3 中国二氧化硅消光剂的研究进展

中国二氧化硅消光剂研究起步较晚，1984年 开始进行超细气凝胶的研制和生产，主要由天津化工研究设计院进行，经过20余年对二氧化硅性能的深 入研究，积累了丰富的实验经验，开发出应用于各种涂料使用的消光剂系列产品。但在高档涂料及薄膜 涂料(如皮革用消光剂)等领域的应用与国外产品还存在很大的差距，一直无法取代进口产品。近些年来 中国虽然在这些方面做了许多研究工作，但大多停留在小试探索试验阶段，而且其产品的性能在分散性 、储存稳定性及消光效率等方面都难以与国外进口产品相比，只能在中低档涂料中作消光剂。中国也曾 用微粉蜡与超细二氧化硅进行机械混合的方法生产改性品种，但未获成功，使用效果 不佳，表面修饰处理的品种在中国还是一项空白。表4为天津化工研究设计院已工业化的产品。

最近，天津化工研究设计院采用特殊的合成 工艺及有机处理工艺研制开发出了新型沉淀法二氧化硅消光剂，它的原始粒径为15-20nm，聚集体平均粒径为5μm(激光衍射法)，孔隙率达到1.8mL/g。该产品具有卓越的透明度 、良好的分散性能、高消光效率、优异的悬浮性和贮存稳定性，并能提高漆膜的光滑性，使之具有良好 的手感及抗划伤性。该产品可代替进口产品，其性能已达到进口产品的性能要求，可广泛应用 于清漆和色漆中。其系列化产品还可广泛应用于塑料、皮革、造纸、激光墨粉及水性涂料中。同时，天 津化工研究设计院还可以生产系列化二氧化硅消光剂以适应不同产品的需求，性能指标见表5和表6。

表4 天津化工研究设计院二氧化硅消光剂系列产品

产品型号
w(SiO2)/%
吸油值/g
平均粒径/μm
pH
干燥失重/%
灼烧失重/%
表面处理

TMS-100P
99.0
250-300
2
7
2
3
无机

TMS-100
99.0
300
3
7
2
3
无机

TMS-161
99.0
300
2
7
2
3
无机

TMS-200
99.0
300
3
7
2
12
无机

TMS-300
99.0
250
2
7
2
3
无机

TB-104
98.5
250-350
3
6-7
3
5
无机


注：平均粒径采用Coulter法测定；干燥失 重条件为105℃，2h；灼烧失重条件为1000℃，2h。

表5 天津化工研究设计院TMS系列二氧化硅消光剂的物化指标

指标
w(干燥失重)/% (105℃,2h)
w(灼烧失重)/% (1000℃,2h)
w(SiO2)/% (以干基计)
pH(5%水悬浮液)

TMS-5Y
<6
<12
98
6-7

TMS-7Y
<6
<12
98
6-7

TMS-5
<6
<5
98
6-7

TMS-7
6
<5
98
6-7


续表 5

指标
吸油量/mL
孔体积/(mL·g-1)
表面处理
白度
平均粒径/μn (激光衍射法 )

TMS-5Y
360
1.7
有机
>90
5

TMS-7Y
360
1.7
有机
>90
7

TMS-5
360
1.8
无机
>90
5

TMS-7
360
1.8
无机
>90
7


注：表中孔体积均为实测数据，采用BET法 。

表6 应用于天津灯塔涂料股份 有限公司聚酯亚光漆配方所得测试结果

消光剂牌号
分散性(高搅20min)
细度/μm
粘度
表观状态
干率


表干(30min)
实干

国外产品A
良好
30
良好
良好
合格
合格

国外产品B
良好
30
良好
良好
合格
合格

TMS-5Y
良好
25
良好
良好
合格
合格

TMS-5
良好
30
良好
良好
合格
合格


续表 6

消光剂牌号
光泽(60°玻璃板,48h)/%
硬度(铅笔)
附着力(划格法)
喷涂样板
贮存状态(30d)

国外产品A
69
>H
Ⅰ级
良好
良好

国外产品B
72
>H
Ⅰ级
良好
稍有分层

TMS-5Y
61
>H
Ⅰ级
良好
良好

TMS-5
54
>H
Ⅰ级
良好
良好


近年来，随着中国对高档涂料的需求增加， 中国消光剂的研究和生产部门逐渐增多，除天津化工研究设计院从事该项研究工作外，天津大学、吉林 大学、上海精细化工研究所以及广州大学等单位也常有论文发表。

天津大学刘廷栋等将二氧化硅和丙烯酸、丙 烯酸酯复合制成复合二氧化硅消光剂。该复合型消光剂与聚脂 涂料和丙烯酸涂料混合使用，可大大提高涂料的稳定性，改善涂层的物理性能、抗冲击强度和耐 酸腐蚀性能。

4 国内外二氧化硅消光剂技术差距

1)产品微孔结构控制上差距明显。中国产消 光剂产品总孔容虽然也达到1.2-1.6mL/g，但产品孔分布较为分散，而国外产品孔分布较为 集中，因微孔和部分超大孔不具有消光作用，故其消光效果和国外产品相比尚显不足。

2)产品粒径分布较宽。由于中国粉碎和分级 设备和国外相比尚有差距，虽然中国产消光剂产品平均粒径和国外产品相当，但中国产消光剂粒径分布 较宽，超微细部分不仅起不到消光作用，还对涂料的粘度有不良影响，而较粗颗粒则难以分散并影响其 涂膜的外观及手感。

3)表面改性技术差距较大。国外公司的表面 改性产品非常多样化，有无机改性、有机改性。有机改性在改性剂选择上也非常多样化，有硅烷耦联剂、有机硅硫醇 、高分子聚乙烯蜡、四氟乙烯，还有双组分有机物协同作用，因而他们的产品适应广泛。中国产品改性 仅局限于聚乙烯蜡等，无机改性产品尚未见报到。

4)产品系列化及质量稳定性存在较大差距。 国外二氧化硅消光剂品种繁多，每一家公司生产的二氧化硅消光剂都形成了系列化品种，牌号多达十几 个甚至几十个，每个牌号的产品都有其详细的使用说明及应用范围，做到了产品的细微化并且产品的性能稳定、质量可靠。而中国的二氧化硅消光剂的生产厂家虽然很多 ，但产品性能单一，质量稳定性较差，难以满足涂料行业高品质、多元化工业生产的需要。


资料来源：天津化工研究设计院

jishuren

谢谢消光剂的详细介绍

qiudebao11

学习了，谢谢

plos83

这是无机的，对体系增稠严重，而且对漆膜的表面性能会有影响哦。。。。呵呵，有没有人用过有机消光剂啊？美国雅宝的M系列，有兴趣的可以交流一下。