电气石增白改性工艺及其在涂料中应用的研究

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1、摘要本文就当前日益突出的室内空气质量问题，提出制备可释放能净化空气的负离子功能电气石涂料在内墙中应用以缓和这一问题，电气石参与制备涂料的报导未曾少见，但多为直接将电气石作为填料加入涂料中，由于大部分电气石颜色较深导致在这种直掺法制备的电气石功能涂料中电气石含量较低，结果功能涂料的负离子性能未能达到室内需求水平。文中参鉴前人所取研究成果，以干粉包覆法制备出较高白度且电气石含量较高的电气石/包覆剂复合材料，系统探讨了试验所用白度较低的铁镁电气石的物相结构，在电气石进行包覆前的热处理对其性能结构的影响，研究了各因素对复合粉末性能的影响，并建立包覆模型用

2、以理论上对影响复合粉末性能的各因素如包覆剂用量、硬脂酸用量进行预测。在复合粉末应用于水性涂料时存在其与涂料体系中溶剂不能很好润湿的问题得到一定程度上的解决，最后测试了由复合粉末参与制备的涂料性能与电气石在涂料中含量的变化关系。得出以下主要结论：1）铁镁电气石在经过温度为500℃，时长为2h的热处理后，热释电常数2+3+升高，晶体中部分Fe被空气中O2氧化而由Fe取代，晶胞体积缩小，表面能增大，白度小幅上升（由14.5%上升到16.2%）。2）由包覆模型知，制备复合粉末的包覆剂与偶联剂存在最佳体积比为3.5：1，电气石在复合粉末中质量含量由电气石粒

3、度决定，电气石粒度越大其值愈高，但电气石表面活性、热释电性、表观白度随着其粒度增大而降低，通过试验确定电气石宜取粒度为10μm左右。电气石的最佳含量可通过计算复合粉末的白度与其在复合粉末中含量的积的最大值得到。计算结果得出包覆剂为TiO2、电气石粒度为10μm时其值为32.8%左右。正交试验表明制备复合粉末性能最佳条件为：包覆剂为TiO2，电气石含量为33.6%，包覆温度66℃，此时复合粉末白度为76.2%，3表征包覆强度的包覆热为3.5KJ/kg，负离子释放率为1280ions/cm。3）针对复合粉末与水性涂料中溶剂不能润湿的问题，在涂料体系中

4、加入一定量表面活性剂OP-40至其在涂料中浓度为1.1g/L，结果表明复合粉末能较好地均匀分散在水性涂料体系中。以质量比为36.2：35.1：26.8：1.9的丙烯酸树脂、水、复合粉末和TiO2、助剂制备掺前液，掺前液与YWS-NQ水性涂料按质量比1：1混溶制备新型功能涂料。当复合粉末占涂料总重9.8%，即电气石占涂料总重3.3%时，功能涂料形成涂层后白度为87.1%，在玻璃检测箱内负离子释放浓3度为830ions/cm，同比等质量含量电气石的直掺所制备功能涂料的白度高出314.2%，负离子释放度浓度高出190ions/cm，表明TiO2与电气石

5、协同效应的存I在。关键字：电气石；增白改性；干粉包覆法；负离子；涂料IIAbstractContraposingtheissuethatqualityofindoorairhasbeenworseningformanydecades,tourmalinefunctionalcoatingwhichcanproduceairanionswasmadeforalleviatingthephenomenoninthispaper.Manyreportsaboutapplicationoftourmalineincoatingemergedinthese

6、years,tourmalinewastreatedaspaddingandputintocoatingdirectlyinmostofthem,usuallythecontentoftourmalineincoatingwaslowduetodeepcoloroftourmalinethroughthisway,that’sthereasonwhyanionpropertyoffunctionalcoatingcouldn’tattainrequirementofindooraireventually.Compositepowderoftour

7、maline/coatingagentwithhigherwhitenesswhichcontainshighmassratiooftourmalinehasbeenproducedinthewayofpowdercoatingthroughlearningpreviousachievement.PhasestructureofFe-dravitewithdeepcolorwasdiscussed,meanwhiletheinfluenceofheattreatmenttopropertiesoftourmaline,relationsbetwe

8、eneachfactorandpropertiesofcompositepowderwereresearched.Modelofcoat