编号：TLHY00016

篇名：超细硅酸铝替代钛白粉的实验研究

原文： 用各种粉料替代钛白粉的研究工作已有多年历史，许多专家和厂家也都做过大量的研究工作。目前在全国的建筑涂料生产厂家中已有相当一部分使用超细硅酸铝替代钛白粉。 由于中国的钛白粉矿资源比较缺乏，进口钛白粉（尤其是金红石型）价格又比较贵，而中国硅酸铝的资源又比较丰富，价格适中，因此本课题一直是涂料专家及生产厂家关注的问题。随着中国加入WTO后，国际市场更趋于开放，但是由于各国对本国资源的保护及环保方面的考虑，进口钛白粉的价格在相当一段时间内不可能有明显的下降趋势，所以我们就在用国产原料替代进口方面做了些实验工作。 二. 实验部分 （一）本实验中所用的超细硅酸铝系由大陆河北省廊坊津信超细化工有限公司提供的代号为AS881。 样品的主要技术指标如表一所示。 （二）实验配方 用硅酸铝替代钛白粉的实验是在制备建筑用内外墙涂料中进行中，实验中制备的涂料配方如表二所示。 表一、AS881超细硅酸铝技术指标 项目 指标 外观 松散白色粉末 SiO2 78%—82% Al2O3 11%—13% Na2O ≤9% 水分（105℃.2h） 6%—9% 灼烧损失（800℃.2h） 7%—9% 堆比重（kg/L） 0.22—0.28 水浸pH值（5%水溶液中） 9.70—10.80 白度 μ ≥97% 平均粒径 ≤1.5 晶型 无定型 表二、水性建筑涂料大致配方 原配方 替代配方 水 13.5% 13.5% 钛白粉（杜邦） 20% 14% 超细硅酸铝 — 6% 其他填充料 10% 10% 成膜助剂 0.5% 0.5% 树脂 50% 50% 其他助剂 6% 6% （三）实验结果 对不同的替代量制成的涂料进行涂膜的性能测试结果如图一所示。图中纵坐标性能指标包括耐候性（占 75%），干膜表观性能（10%），其它性能（15%），以完全无超细硅酸铝的100%金红石钛白粉作为实验中对比测试的基准，定为100%。横坐标系AS881替代金红石钛白粉（进口）的替代百分比。 性能指标 105% 100% 95% 90% 85% 80% 替代量（%） 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 图一：替代量与涂膜性能关系 实验结果表明：2%—8%替代量对涂膜的综合指标没什么影响；10%—20%替代量对涂膜的综合指标略有影响，但对中、低档涂料产品仍然没有明显影响（中低档涂料本身使用钛白粉的质和量均较低）；替代量为20%时涂料的性能指标有10%左右的影响。在使用初期也没有明显影响，但对涂膜抗老化性能及附着力的影响较大。 此外对6%替代量的外墙涂料进行了专门的耐擦洗试验，经大陆常州涂料研究所测定表明耐擦洗次数大于10000次，达到了国家高新技术中对涂料行业的高耐擦洗指标的要求。在耐水浸泡性能方面经实验观察也略有提高。这主要是因为加入适量超细硅酸铝后，在涂料成膜后其内部密度相对增加，而超细硅酸铝在制漆过程中使涂料粘度也相对上升。 （四）注意要点 在使用超细硅酸铝粉料的整个制漆工艺中，不要一次性投入超细硅酸铝粉料。做水性内外墙乳胶漆时最好要分2—3次投入，且应充分搅拌均匀。对细度有高要求时可用砂磨机对其加工，但要保持低温，切忌磨机升温。在与钛白粉一起投料时鹫在适当与水一起慢慢加入，这样效果更好。 三 讨论 涂料中的原材料问题归结起来是二个因素，一个是价格，即在保持相同质量的前提下，价格是十分重要的因素；另一个是国产化问题。中国一定会成为全世界涂料生产量和使用量的大国，大力推广国产原料是必然的趋势，可以保证中国在该行业中的独立自主地位。 从实验结果看，只要认真试验，严格操作，在6%左右替代钛白粉是可行的。对于一般档次涂料，以20%左右的替代量不会产生明显影响。加入超细硅酸铝在涂层的耐擦洗及耐水性能方面有一定的提高。由于严格控制了所采用的替代物一超细硅酸铝的粒径细度及粒径范围，所以出现了较好的替代效果。随着粒径的进一步细化，如能向准纳米级靠拢，硅酸铝在涂料中可能会呈现更多意外效果。