地面碳酸钙与长石矿物| 2012-04-02 | PCI杂志

长石矿物比磨碎的碳酸钙昂贵得多，但它们被用于内部配方，因为它们被认为具有更好的物理性能，如耐擦洗和耐抛光性。这些改进被认为是长石材料硬度增加的结果。但这些改善是真的吗?接受采访的涂料配方师相信，这些物理性能的改善是真实存在的，但从来没有人证实过这些感知上的差异。同样，一般认为使用长石矿物比使用碳酸钙的外观耐久性更好。

本文总结了这两种类型的材料在几种室内平面涂料中的广泛的物理和光学测试。人们发现，长石的大部分优点实际上并没有得到数据的证实。一般来说，碳酸钙可以取代长石而不损失，在大多数情况下，物理性能有所改善。这项研究发现，用碳酸钙粉取代长石矿物可节省整体配方成本，但具有相当的物理和外观耐久性。

简介

碳酸钙是一种矿物物质，可能是文石、方解石、钒石、白垩、石灰石、大理石或石灰华。在美国，商业材料大多是方解石，或者是石灰石(沉积)或大理石(变质)。本研究使用的材料为高白度大理石制品。大理石是一种变质岩。

长石是一组矿物的矿物名称，以铝(Al)和硅离子(SiO)的存在而区别₄)的化学反应。这组包括硅酸铝钠(钠氧化钠)，钾(钾氧化钾)或石灰(钙氧化钙)。长石是地球上储量最丰富的矿物。这些材料的化学性质差别很大，取决于当地的地层条件。有些长石不含硅，如霞石正长岩。长石是火成岩。图1为碳酸钙和霞石正长岩的结构。表1显示了颜料的性质。

较高硬度的矿物被认为可以提高大多数涂料配方的耐磨性和耐光泽性，尽管它们更难分散，并导致加工(分散剂叶片)和应用设备(泵和喷涂尖端)的更快磨损。

矿物添加剂的折射率接近树脂的折射率(大多数乳胶树脂是~1.5)倾向于在澄清中给予较低的雾霾，但它们也有较低的不透明度和着色强度。

本研究比较了室内平面涂料常用长石和磨细碳酸钙的不透明度、耐磨性和耐光泽性。在外部涂料配方方面完成了额外的工作，以评估耐候性和耐酸雨性。

实验

开发了七种内部配方:a) 76% PVC;b) 53% PVC;c-f)四种色基配方，63% PVC;和g) 40% PVC外观配方。在配方1中，碳酸钙被76% PVC涂料中两种不同的等体积长石所取代(表1和表2)。所有配方的光学性能都相同。

采用与公式1相同的方案，生产了一种低voc、53% PVC室内平漆，并测试了其光学性能(公式2，表4和5)。表5是公式2的光学数据。擦洗结果如图2所示。碳酸钙的表现要好得多。

另外四种配方是在65%的PVC着色基础上生产的。在每种配方中，碳酸钙都被等体积的霞石正长岩所取代(表6)。与前两种配方一样，无论矿物选择如何，光学性质都是相同的(表7)。

上述各配方的色强见表8。无论矿物选择如何，在浅色和中型色调基础上，色调都非常接近。碳酸盐配方在深底和清底均表现出较高的白度。

使用Imerys抛光仪抛光后，中基的光泽增加(图3)。碳酸盐显示出稍好的光泽。与其他碱相比，碳酸钙的光泽略好或与霞石正长岩相当。

这些油漆也做了润色。蓝色的油漆卷在一块木板上。干燥24小时后，每一种涂料都刷上相同的涂料。润色由实验室的10个人进行评估(表9)。数字是对每个样本进行评分的人数。总体而言，碳酸盐具有较好的补片效果。

图4和图5显示了并排测量的相对耐磨性(抗擦洗性)。数据清楚地表明，碳酸钙为基础的配方提供了优越的性能，这与传统的预期相反。

配方7是一种商业配方，含有11微米霞石正长岩和7微米碳酸钙。在第一次配方中，霞石正长岩被12微米碳酸钙取代。光泽较低，因此在第二次配方中调整了两种碳酸钙的比例(表10)。擦洗和染色结果如图6-9所示。