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嘉峪检测网 2025-05-28 14:27
一、术语和定义
消光剂是能降低涂膜表面光泽度的物质。实际应用中，人们往往不需要涂料散发太多光泽，这类涂料的生产，就需要用到消光剂。消光剂的选择，除其本身的化学物理性能外，用量、粒径、粒径分布、二氧化硅消光剂的孔容积等都是决定消光剂选用的重要因素。用量越多，光泽下降越多。粒径越大，消光越有效，当然，粒径要与涂膜厚度相适应。
二、消光剂的特性
涂料消光剂的特性主要围绕消光性能、分散性、化学稳定性及对涂膜的影响，具体如下：
1. 核心性能标准
消光率与效率：消光剂需低添加量即可实现强效消光，消光率与单位面积有效粒子数正相关，粒子越轻、数量越多效果越好。光固化涂料常用二氧化硅或高分子蜡，粒径3~5 μm时消光效果最佳。
分散性与稳定性：需具备良好分散性，能长时间悬浮不沉淀，避免涂料分层或硬结。水性涂料推荐使用流动性好的粉末型消光剂，避免吸水或气泡。
2. 化学与物理要求
化学惰性：不与涂料成分（如酸、碱、溶剂）反应，仅溶于强碱或氢氟酸，确保涂膜稳定性。
对涂膜的影响：透光性干扰小，不影响原有色漆色泽；对涂膜力学性能（如硬度、柔韧性）影响可控。
3. 检测与规范
粒径与孔容：通过激光粒度仪检测粒径分布，确保3~5 μm；孔容需符合产品规格（如二氧化硅干基含量98%±1%）。
稳定性测试：需通过湿热循环、蒸发残留物测试等验证长期储存稳定性。
三、消光剂的主要类型及品种
1. 二氧化硅
从硅石获得消光剂的方法很多，根据其制造工艺主要可以分为两类。一类是凝胶法，一类是沉淀法制造。经过处理后的两类产品均可制成标准的二氧化硅消光剂。处理过程是指使用有机（石蜡）或无机材料对二氧化硅表面进行一定程度的改性。处理过的二氧化硅拥有不同的粒径、粒径分布和孔隙体积。
二氧化硅的消光效果相对较强，使用量大时可能导致粘度升高。储存过程中有沉淀的趋势，特别是未经处理的二氧化硅。
合成的硅酸铝能部分替代二氧化硅作为一种高质量增量剂使用可应用于乳液底漆。该产物在干燥的乳液漆膜中能表现出均衡的消光效果。在长油醇酸树脂体系中可作为消光剂使用，但必须与颜料和填料一起进行分散。除了在粉末涂料系统中，二氧化硅消光剂可应用于所有的涂料。
2. 石蜡
现在市场上有多种不同的石蜡制品。以聚乙烯、聚丙烯及巴西蜡等为基础的蜡制品在涂料和油墨中使用最为普遍。以聚四氟乙烯（PTFE）为基础的蜡制品也可作为消光剂使用。
与二氧化硅相比，石蜡是通过浮在最外层表面对漆膜进行改性。由此还会影响以下性能：消光度/光泽；防滑和防污性；抗粘连性和抗磨性；抗沉降性以及抗表面张力性。
这些产品多数是进行了微粉化加工，使其在以蜡乳液为基础的涂料中，可以在较宽的浓度范围内使用。其分散性依据粒径和粒径分布的不同而变化。
3. 填料
通过使用特定的填料，我们可以明显地增加涂料的颜料体积浓度并且可以影响到各个方面。这就是为何消光的概念仅局限于色漆、经济型低档次涂料体系的原因。
填料的粒径分布范围很窄，因此必须同颜料一起分散。为调节所需的光泽度，通常是在涂料制造过程的最后加入二氧化硅中进行搅拌
4. 有机材料
通过现代的研磨技术，我们可以研磨加工以聚甲基脲树脂为基材的塑料。该产品对粘性影响很小，热稳定性可达200 ℃，具有良好的抗溶剂性，且容易分散。
四、消光剂在涂料中的应用
1. 溶剂型涂料
在透明清漆中，消光剂的加入不能在贮存时产生硬沉淀，也不能影响最终漆膜的透明度。因此，正如上面所提到的，有机物处理的消光剂是最佳的选择。用有机物处理的消光剂还可以带来另外一些好处，如表面滑爽、抗擦伤性增强等。
在色漆体系中，由于有颜料的加入，颜料的比重比消光剂大得多，所以消光剂的沉淀不是问题。出于节省成本的考虑，可以选用无表面处理的消光剂，但有时，为了改善漆膜的手感和抗擦伤性，也可以选用有机处理的消光剂。
在溶剂型体系中，消光剂的粒径要根据涂料体系的干膜厚度和所需的漆膜表面性质，比较细的消光剂会使漆膜表面比较平滑，手感较好，但其消光效率不如较粗的消光剂。而闭孔式木器漆，手感要求较高，所以要选用较细的消光剂。
消光剂的添加量取决于树脂体系，固体含量、干膜厚度、消光剂的型号、干燥方法和所要求的光泽度。需选择最佳消光剂和计算所需用量，绘制出所考虑的涂料体系在近似实际使用条件下的消光曲线。
2. 水性涂料体系
随着环保问题的日益突出，传统的溶剂型涂料正在逐渐被一些环保型涂料所取代，水性涂料，特别是用于木器的水性涂料的发展，对二氧化硅消光剂的需求也越来越多。传统的消光剂虽然可以对水性涂料进行消光，但存在许多弊端。水性涂料体系粘度较低，因此要求消光剂对其体系尽可能小地影响，即二氧化硅吸油量尽可能地小，同时也必须有利于在水性体系中分散。
3. 紫外光固化涂料体系
与水性涂料相比，紫外光固化涂料很难消光。消光能力取决于配方的本性、树脂的反应性以及固化的条件。通常，低的反应性和慢的固化条件有利于消光，高反应固化系统难以消光。绝大部分紫外光固化涂料体系对消光剂要求均不应影响其体系粘度，因此二氧化硅的吸油量要尽可能地小。这种消光剂的制造工艺有别于传统意义上的二氧化硅消光剂。同时，吸油量较小的消光剂往往堆比重较大，易沉淀，须经特殊处理才可使用。
不饱和聚酯类紫外光固化涂料的消光相对较容易，与传统的消光剂机理相同。丙烯酸类的紫外光固化涂料与传统的涂料体系相反，往往有机物处理以及小粒径消光剂有较好的消光效果。涂料配方中如存在可能加速表面固化的组分时，较难消光。
4. 高固体分涂料体系
高固体分涂料固体含量高，需增加配方中消光剂的用量。普通的消光剂往往会造成粘度的显著增大。因此，应选用孔隙率高的和可以接受的粒径最粗的消光剂。通常选用平均粒径粗至11 µm高孔隙率的消光剂。另外，为了得到更好的消光效果，常采用粒径与涂料干膜厚度相当的消光剂。
5. 粉末涂料体系
粉末涂料因其固化时涂膜收缩很少，采用传统的颗粒状二氧化硅很难消光，即使粒径粗的消光剂，也只能达到半光。要想获得更低的光泽，可通过添加凝胶法二氧化硅和特殊混合树脂来共同完成。
选择消光剂就是使漆膜表面产生微粗糙度，而不影响涂料的外观和膜的机械性能。凝胶法二氧化硅消光剂是一种简便、高效、高性价比的消光剂，已作为涂料的一种重要助剂，使涂料呈现特有的光泽。正确地选择消光剂是哑光涂料生产的关键所在。
来源：涂料工业
