涂料文集
颜料配比对涂层表面结构和化学组成的影响(三)
在胶乳用量为l0份时,随着涂料中PCC量的增加,吸收性基质上涂层的粗糙度值提高。这与非吸收性基质上的情况不同。吸收性基质上涂层粗糙度的提高与图1所示的光泽度的降低是对应的,但非吸收性基质上的涂层粗糙度远不如吸收性基质。实验采用的粗糙度检测方法很难精确获得相对较小的粗糙度值。胶乳用量为20份时,粗糙度的变化不如用量为l0份时明显。由于用量为20份时涂层表面有较多的胶乳,检测仪器不能精确测定变化范围较小的粗糙度值。在吸收性基质上,施涂胶黏剂含量不同的涂料,当颜料全部为PCC时可获得最大的粗糙度,这与前面提到的最低光泽度是一致的。与棱柱形PCC胶乳涂料相比,片状高岭土胶乳涂料可赋予涂层较高的平滑度和光泽度。
综上所述可以得出一个重要而且有用的结论即光泽度是粗糙度的函数,并且在任何情况下,光泽度和粗糙度对应性较好。当用该粗糙度仪测定较小的粗糙度值时,该结论就存在局限性。
2.3XPS检测
图5是典型的纯高岭土分散悬浮液的XPS检测图谱。用XPS可以检测除了氢以外的所有元素。在高岭土的表面检测到了C、Si、A1、O和Na,测定结果与美国高岭土相似。图6是典型的纯PCC浆液的XPS检测图谱,在PCC表面检测到了Ca、C、O、Mg和微量的S。表1给出了本研究使用的高岭土和PCC中各元素的质量百分含量。
对纯颜料进行研究后,对所有的涂料进行XPS分析。图7和图8分别对比了铝和钙的2p图谱。在铝的2p图谱中,涂层表面铝的含量随涂料配方中高岭土量的减少而降低。图8表明,涂层表面钙的含量随涂料中PCC的增加而提高。XPS被证明是定性和定量检测表面元素组成的有用方法。
图9一图l2为不同颜料配比和胶黏物含量下,涂层表面的胶乳、高岭土和PCC的含量。对用XPS检测得出的涂层表面胶乳面积百分数与预计的涂层中胶乳的体积含量进行了对比。对于胶黏剂加入量为lO份和2O份的涂料,按体积计算出的胶乳含量分别为20%和34%。研究发现,与理论计算相同,4种涂层表面的胶乳含量均高于涂层中的胶乳含量。
非吸收性基质上涂层表面SBA胶乳的含量比吸收性基质上的涂层表面的SBA含量高,这与以前的研究结果相同。在吸收性基质上,涂料的快速脱水使细小粒子(小于150nm)从涂层表面转移。
正如所料,当胶黏剂含量从1O份增加到2O份,涂层表面的胶黏剂含量也增加。当胶黏剂的实际加入量为2O份时,与1O份时相比,涂层表面的胶乳量更多。
涂层表面胶乳含量随颜料配比而变化。XPS检测表明,随着涂料中棱柱形PCC含量的增加,涂层表面的胶乳含量也提高。在PCC含量<25%时,涂层表面胶乳含量与高岭土一胶乳的涂料相比,没有太大变化。然而,当颜料中PCC的含量超过25%后,涂层表面胶乳含量增加。对于所研究的所有涂料,PCC-—SBA涂料所形成的涂层表面具有最高的胶乳含量,片状高岭土一SBA涂料所形成的涂层表面的胶乳含量最低。
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