粒径对二氧化硅消光粉选型的影响

摘要： 二氧化硅消光粉由于具有优异的特性，已经成为目前亚光涂料中应用最广的一种消光助剂。二氧化硅是一种固体粒子，粒径的平均大小，分布与消光性、透明性和沉降性密切相关。
 

一 平均粒径与消光性能的关系

 
随着粒径的增大，消光效果变好。根据试验结果分析，由于消光效果的好坏主要取决于涂膜表面的粗糙度，所以平均粒径大的消光粉容易造成强的表面粗糙效果，消光效果也较好。但是粒径的大小要和涂膜的厚度相协调。若平均粒径太小，埋在涂膜内不能突出表面构成表面粗糙度，那么就没有消光效果。平均粒径太大，虽然可以构成比光波波长大得多的不平度，但易于造成表面弊病。消光效果最好的是能够构成与光波波长相近的较小的粗糙度，入射光的散射度强，消光效果也强，即消光粉的平均粒径与涂膜的厚度相近。对于二氧化硅消光粉，平均粒径为5～7μm的适用于薄膜涂层、皮革涂料及油墨；平均粒径为7～8μm的适合木材和金属涂料；平均粒径为8～10μm的适合特种涂料、厚涂层消光涂料。对于粒径分布宽，加到涂料中，粒径大的变小才能达到有效的消光粒径，而过小的粒径就失掉了消光效果。所以消光粉的粒径分布越窄，消光效果就越好。
 

二 粒径与透明性的关系 

 
根据实验表明随着平均粒径的增大，透明性变差。这是因为，透明性是指物体透过可见光并散射较少的性质。粉料的最佳粒径一般应为光线在空气中波长的1/2，即0.2~0.4μm。大于此值，粉料的总表面积减少，对光线的总散射能力降低，小于此值，粉料将失去对光线的散射能力。粉料通常是不同粒径的混合体，粒径在0.01~50μm之间。在体系中，消光粉的粒径越小，散射可见光越少，大量入射光线因发生绕射而透过消光粉，因此体系的透明性越好。但平均粒径太小，发挥消光作用的粒子就越少，起不到应有的消光作用。当平均粒径与涂膜的厚度协调的情况下，平均粒径越大，消光粉的消光效果越好。因此在选择消光粉时要同时考虑消光、透明与涂膜厚度的因素，通过做对比试验选择最符合要求的消光粉。
 

三 粒径与防沉性的关系

 
根据实验发现在相同的体系中，放置相同的时间，平均粒径大的体系，粉体下沉的速率快，且容易形成硬沉淀。这是因为粒径的平方与沉降速率成正比，因此平均粒径越大沉降速率越快。对于粒径分布较窄的粉体，太细或太粗的颗粒较少，因此基本上所有颗粒的下沉速率一致，因此粉体沉淀后，上层液体较清澈。而粒径分布较宽的粉体，太细或太粗的粉体较多，导致粒径较大的先沉淀，粒径小的粉体后沉淀，所以上层液体较浑浊。
 
综述