硅藻土作為體質顏料的介紹及相關應用
2021-07-06
用作顏料的氧化硅取自石英石或硅藻石，以及單細胞水產植物的砂質骨架沉積物，合成的膠質氧化硅也可以用作顏料。從水產有機質所得的氧化硅叫作硅藻土或硅藻土氧化硅，在近代顏料應用中具有獨特的地位，它們不同于動物性或植物性的顏料。
從石英或硅藻石所得的氧化硅叫作無定形氧化硅，通常用來和硅藻土進行區分。石英或硅藻石在開采后，第一步通常是煅燒和用水驟冷，使后續的打碎和研磨較為容易，最后用水分選、篩分或空氣浮選。氧化硅顏料通常含有99%的純SiO2。顏料級氧化硅的折射率為1.55，比重為2.55~2.65，吸油量為15~47g/100g，3253號篩余物不大于5%。氧化硅的磨蝕性非常好，在常用的涂料基料中難于研磨或分散，因此很少作為涂料的填料。硅藻石比石英石要軟一些，在組織上也要細一點。
硅藻土是一種細粉末，在配方沒有經過優化的涂料中沉淀很快，盡管有這樣的缺點，但由于其化學性質不活潑和價格低廉，仍然有著較多的應用。硅藻土可以改善涂料的涂刷性和增強涂膜的粘附力，在漿狀木材填料、底漆、平漆、地板漆、船板漆和交通標志漆中仍有廣泛的應用。硅藻土的主要成份是氧化硅，含量為83~89%或更多，其它組分主要為Al2O3和Fe2O3，以及少量或微量的鈉、鉀、鈣、鎂、鈦以及其它氧化物。
因為硅藻土具有開口、多孔的結構，因而其物理性質的變化較大，折射率為1.4~1.5，比重為2.0~2.30，平均顆粒大小為1~60µm，比表面積為7,050~67,000cm2/g，吸油量為30~210g/100g。顏料級硅藻土在1900年起已在涂料中使用，但從1935年起慢慢減少，由于開發了適合一般涂料使用的、更白更細的顆粒，其應用又重新受到了重視。硅藻土的化學性質不活潑，光澤低、填充率高、吸油量高，在平墻涂料、底漆、交通標志漆、半光涂料、偽裝漆、表面漆、水泥和灰泥加工漆、房屋漆、平清漆、平瓷漆等方面得到了較多的應用。在乳膠漆和其它水性涂料中，硅藻土不僅可以作為消光劑，也給涂膜提供了遮蓋力。因為硅藻土的結構形狀多樣，在涂膜中也可以產生層疊結構，從而能夠增強涂膜的強度，改進抗裂性。硅藻土顆粒的開口結構和不規則形狀會導致涂膜產生相當程度的多孔性，這在某些特定情形下是極為有用的。如果表面涂膜需要利用硅藻土的這種獨特結構，則要避免過度研磨，否則將使硅藻土顆粒破損而降低涂料稠度、增加光澤、減少涂膜的多孔性。
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