碳酸钙在粉末涂料中的应用

钟江海,黄伟雄,罗艳萍,邹正怀　(广东顺德蓝天实业有限公司,528329)

0 　引　言
目前粉末涂料用的填料普遍含有重金属物质,不符合国际标准的重金属含量,特别是出口到欧洲、美国的产品中,对重金属含量的要求极为严格。碳酸钙是一种既便宜又不含重金属元素的白色填料,在粉末涂料中完全可以取代常用的硫酸钡填料。笔者根据多年从事粉末涂料生产的经验,结合碳酸钙的综合性能,介绍其在粉末涂料中的应用。

1 　碳酸钙的性能及其分类
1. 1 　物理性能
根据晶体结构的不同,碳酸钙可分为方解石型、霰石型及球霰石型,其物理性能见表1 。

1. 2 　分类
按生产方式,碳酸钙可以分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙和表面处理碳酸钙3 种。
1. 2. 1 　轻质碳酸钙
轻质碳酸钙简称轻钙,由石灰石等原料煅烧而成。由于轻质碳酸钙的沉降体积(2.4～2.8 mL/ g)比重质碳酸钙的沉降体积(1.1～1.4 mL/ g) 大,所以称之为轻质碳酸钙。它的吸油量为35 %～40 % ,比一般的填料要大,用于粉末涂料中会严重影响涂膜的流平性,只适用于砂纹、斑纹、锤纹等美术型粉末涂料,具有立体效果好的优点,可以减少助剂的使用,获
得理想的效果。
1. 2. 2 　重质碳酸钙
重质碳酸钙简称重钙,是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石等而制得的。其沉降体积为1.1～1.4 mL/ g ,吸油量为15 %～20 % ,白度为95～97 ,各项指标都接近沉淀硫酸钡,且不含重金属元素,也可以降低粉末涂料密度,提高上粉率,增加喷涂面积,增加遮盖率,降低成本,可以在各种粉末涂料中替代硫酸钡。
1. 2. 3 　表面处理碳酸钙
表面处理碳酸钙又称活钙,是用表面改性剂对轻质碳酸钙或重质碳酸钙进行表面改性而制得。活钙的吸油量为10 %～16 % ,在粉末涂料中容易分散,与树脂相容性好,混合后熔融时间短,能增加填充量而不影响涂膜性能,且降低生产成本,有的活钙还具有消光作用,可以减少消光剂的用量。

2 　碳酸钙在粉末涂料中的应用
在粉末涂料生产中,出于成本方面的考虑,在配方设计中添加一些填料以降低成本。粉末涂料中常用的填料为硫酸钡,但硫酸钡矿床普遍都含有一定量的重金属物质,在生产过程中很难把它们分离出来,所以一般的硫酸钡填料中都含有一定量的重金属物质。而碳酸钙是由纯石灰石制备而成的,不含重金属物质,符合无重金属含量要求,而且碳酸钙矿床丰富,价格低廉。因此,碳酸钙已被用于粉末涂料中,并取得了一些经验。
2. 1 　应用配方
根据多年的生产经验,应用配方见表1 、2 。
表1 　重钙、活钙的应用配方质量分数/ %

表2 　轻钙的应用配方质量分数/ %

2. 2 　性能测试
上述配方所得涂膜的性能检测结果见表3 。由表3 可见,重质碳酸钙、活性碳酸钙用于粉末涂料,其综合性能与硫酸钡相当,在要求无重金属含量的高档粉末涂料中完全可以替代硫酸钡,主要用于玩具、婴儿车、体育用品、厨房用具及家电等的涂装。

轻质碳酸钙用于美术型粉末涂料中,可以增强立体感,减少花纹助剂的用量,节约成本,简化生产工序。在不改变树脂用量的情况下,只须调整轻钙和硫酸钡的质量比,就可以配制不同立体效果的美术型粉
末涂料,主要用于工艺品等涂装。