一、术语和定义
吸油量(oil absorption value)也称树脂吸附量,表示颜填料对树脂吸收量的一种指数。在实际应用中,大多数颜填料用吸油量这个指标来大致预测填料对树脂的需求量。颗粒相同的颜填料,带空隙的比不带空隙的填料颗粒吸油量要高,所以油吸附量小的填料在树脂中的用量就可增加。吸油量通常以100g颜料所需亚麻油的质量表示(% 或 g/100g),即指每100g颜填料在达到完全润湿时需要用油的最低用量(OA = 亚麻油量 / 100g颜填料)。
二、相关测定标准
GB/T 5211.15-2014 / ISO 787-5:1980, MOD《颜料吸油量的测定》
该标准规定了测定颜料和体质颜料吸油量的通用试验方法,规定了吸油量的测定条件(如溶剂类型、温度等)和测定方法(如试剂、仪器、取样方法、计算与结果表示等),确保了不同批次产品数据可比性。
吸油量是涂料性能的关键指标,需通过国家标准规范测试,并根据应用场景设定具体限值。比如在高性能颜填料(如钛白粉)中,吸油量需严格控制(如≤21g/100g),以确保在树脂体系中良好分散,降低体系黏度并提升涂膜外观。其他应用场景(如电绝缘产品、高白度制品等)也应严格控制所需的吸油量。
三、影响吸油量的因素
影响颜填料吸油量的因素很多:如其结构的密实性,同时还与其表面形态、粒度分布等有关。颜料的颗粒越细、表面积越大、分布越窄,吸油量越高。圆柱型的比针状吸油量高,而针状粒子的吸油量比球状粒子要高,因它们之间的空隙率较大。另外,吸油量还和颜填料的比重有很大的关系,比重越大的颜填料,一般吸油量越低。
四、吸油量对涂料涂装的影响与意义
吸油量是涂料工业中评价颜料或填料性能的关键指标之一,直接影响涂料的配方设计、加工性能及最终涂膜的质量。以下是吸油量在涂料中的主要影响及作用机制:
1. 对树脂用量的影响
吸油量高的颜料需要更多的树脂来完全润湿颗粒表面并填充其间隙,否则会导致涂膜孔隙率增加,影响致密性和机械强度。当颜料体积浓度(PVC)超过临界值(CPVC)时,涂膜性能(如耐腐蚀性、光泽)会显著下降。
低吸油量的颜料(如重钙)可减少树脂用量,降低生产成本,但需平衡其与分散性和沉降稳定性的关系。
2. 对涂料加工性能的影响
黏度控制:吸油量高的颜料会增加涂料体系的黏度,导致搅拌能耗上升,但同时也可能改善贮存稳定性(减少填料沉降)。
流平性与施工性:吸油量适中的颜料(如金红石型钛白粉)有助于涂料获得良好的流平性,避免施工时出现刷痕或流挂问题。
3. 对涂膜性能的影响
孔隙率与耐久性:吸油量决定树脂能否充分填充颜料间隙。若树脂不足(PVC>CPVC),涂膜会形成连通孔隙,加速水分和腐蚀介质的渗透,降低耐候性和防护性能。
光泽与外观:高吸油量颜料易导致涂膜表面粗糙,影响光泽度;而低吸油量颜料(如钛白粉)则更易形成光滑表面。
4. 对配方设计的指导意义
通过吸油量可计算临界颜料体积浓度(CPVC),进而优化PVC/CPVC比值。例如,乳胶漆中常将PVC控制在略低于CPVC,以平衡成本与性能。
混合填料时需加权计算吸油量,例如钛白粉(吸油量16~21mL/100g)与重钙(16~28mL/100g)的配比会影响最终体系的CPVC。
5. 实际应用中的调整策略
表面处理工艺:如金红石型钛白粉通过控制粒度和表面处理降低吸油量,提升分散性和经济性。
替代材料选择:开发低吸油活性钙可改善高填充体系的黏度和沉降问题。
综上,吸油量通过影响树脂吸附、孔隙率及流变性能,已成为涂料配方设计的核心参数之一。合理选择吸油量适中的颜料,并结合CPVC计算,可优化涂料的成本、加工性和最终性能。
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