一、背景
无机建筑涂料主要是指主要成膜物质或粘结剂为无机材料,加入各种颜料、填料、助剂、固化剂等配制形成的一类涂料。与传统的乳胶漆相比,无机建筑涂料由于配方体系中有机物含量少,具有优异耐高温阻燃性能,近年来,国家对建筑防火标准不断提高,特别是随着强制性国家标准GB 50222-2017《建筑内部装修设计防火规范》的出台,为无机涂料在我国的发展带来了极大的推动作用。目前国内无机建筑涂料是以硅酸钾作为粘结剂,在无机建筑涂料的体系中,由于颜填料中的多价金属离子易与硅酸钾反应,形成不溶性硅酸盐,导致无机建筑涂料容易增稠胶化,从而严重影响无机涂料的体系稳定性。
目前建筑涂料中常用的填料有重钙、高岭土、硅灰石、云母、滑石粉等,其中重钙由于其具有价廉易得、产品白度高、吸油量适中等显著优点,因此一直是涂料中最主要的填料。但是,与其他几种填料相比,重钙在国内的矿产资源分布更为广泛,各地产品的差异性较大,尤其是一些多价金属离子的杂质含量的区别会对无机涂料造成极大的不稳定性因素,因此在选择重钙时需要对产品的来源进行充分了解。研究人员选取国内不同区域的碳酸钙原矿进行纯度和细度的应用对比验证,通过成品的稳定性、耐洗刷、抗开裂、对比率等性能进行比较不同碳酸钙在无机内墙涂料中的性能差别。
二、实验
1.不同原矿碳酸钙对比
不同原矿碳酸钙热储后状态对比
不同原矿生产的碳酸钙应用在无机内墙涂料中时,稳定性区别较大,以小方解石(连州、南召)和大方解石(广西)为原矿生产的重质碳酸钙应用在配方中时,体系的稳定性较好,50℃热储30天后,粘度变化均在10KU以内,其中又以连州小方解的稳定性最好(粘度增加不到5KU),而以白云石为原矿生产的重质碳酸钙在该体系中稳定性较差,热储1周后,产品增稠胶化明显,永丰白云石呈果冻状态,海城白云石直接成膏状。
不同原矿生产的同目数重钙(细度均为1250目),漆膜抗开裂性能没有相差,均为700μm,说明碳酸钙的抗开裂性能与原矿的种类关系不大;耐洗刷性能上连州小方解性能最好(达到10000次),其次是南召小方解,最后是广西大方解石;对比率的指标与耐洗刷性能一致,但相差较小,最好与最差的相差仅为0.0032,综合各项性能来看,在细度相同的情况,连州以小方解石为原矿生产的重质碳酸钙在无机内墙涂料中的应用性能最好。
2.不同细度碳酸钙对比
选用连州小方解石为原矿,采用同种加工工艺将其生产成不同细度重质碳酸钙(600目-4000目)进行测试。
随着碳酸钙细度的提升,漆膜耐洗刷和抗开裂性能呈现先提高(600-1250目)后下降的趋势(1500-4000目),在1250目的时候耐洗刷和抗开裂性能达到最佳效果;遮盖力和粘度随着细度的提升呈现小幅度上升趋势。综合各项性能来看,选用高纯度方解石为原矿生产的重质碳酸钙应用在无机涂料中时稳定性较好,其中以连州小方解矿石生产的重钙稳定性最好,碳酸钙细度在1250目左右时,漆膜的各项性能指标达到一个最佳的状态。