一、概述 
 

 消光剂是用光学特性使涂膜表面产生预期的粗糙度，明显降低其表面的光泽的涂料助剂。

光泽是物体表面对光的反射特性。

光线投射到涂膜的表面，一部分会被涂膜吸收，一部分反射和散射，还有部分被基体折射，透过涂膜再反射出来。

表面越为平整则反射越大，光泽值越高。如果表面凹凸不平，则散射部分增大，光泽值降低。

涂料的光泽是其镜面状涂膜以同一角度反射入射光的结果。

在涂膜表面引入微粗糙度就能够改变光的反射方向，使光向各个方向反射而得到无光涂膜。

可测量任一角度反射光的数量以定量地表征光泽度降低的多少。常用20°、60°、80°入射光来测量涂膜的光泽。

虽说有许多东西可以用作消光剂, 如天然二氧化硅、微粉化或沉淀法蜡、一些诸如滑石粉之类的填料等, 但均有若干缺点。

目前, 最常用的消光剂是人工合成的微粉化二氧化硅。

这是因为通过一系列先进的生产工艺使合成的微粉化二氧化硅具有高效消光性、极佳的透明度和易分散性, 对漆膜的其他性能影响最少。
 

二、二氧化硅消光剂的种类

常用的消光剂可分有机和无机两大类，无机消光剂中的最重要品种是二氧化硅消光剂，作为涂料消光剂所用的人工合成二氧化硅分气相法和液相法两类，其中液相法又可以分为沉淀法和凝胶法。

三种合成二氧化硅均为X射线无定形多孔物质都可以用作消光剂产品，但由于各其性质不同用法也不尽相同。

1、沉淀法二氧化硅消光剂
 

原级粒子呈链状堆积。

它是国内外使用最多的一种，价格低，因为粒度小，用量较大，透明性较差，只适用于低档及小部分中档涂料，易于分散，且有蜡处理，不易产生硬沉淀。
 

2、凝胶法二氧化硅消光剂
 

其原级粒子形成三维空间网状结构，孔容一般大于1.5mL/g。

国内已有生产，由于采用微米及亚微米级分级装置，粒度分布窄，消光性和透明性与国外同类品种相当。

采用蜡处理工艺，长时间放置不会产生硬沉淀。

3、气相二氧化硅
 

其消光性能好，透明性佳，但是易于产生沉淀。
 

优质的消光剂应具有以下特性：折射率尽量接近树脂折射率，这样可以不影响清漆的透明度及色漆的颜色；具有良好的耐磨和抗划痕性，以保证持久的消光效果和良好的漆膜外观；其次化学性质要稳定，与天然二氧化硅相比，合成二氧化硅的纯度高、惰性大。

例如，它能耐紫外光的蜕变。

无定型二氧化硅的折射指数与涂料工业中使用的大部分树脂的折射指数相近，为1.4。

因此，无定型二氧化硅用于清漆中具有良好的光学性能。
 

三、二氧化硅消光剂的性能
 

二氧化硅消光剂的结构如图 1 所示,

其中平均粒径、孔隙体积和表面处理, 是合成二氧化硅消光剂的三个重要参数, 决定其消光性能和其他性质。
 

• 平均粒径：

对于一个由大小和形状不相同的粒子组成的实际粒子群，与一个由均一的球形粒子组成的假想粒子群相比，如果两者的粒径全长相同，则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。
 

 1、平均粒径与透明性的关系：
 

平均粒径越大，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之间。

大于此值，粉料的总表面积减少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 0．01～50 μm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。
 

 2、平均粒径与防沉性的关系：

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。

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，平均粒径越小，沉降速度就越慢。
 

3、平均粒径与消光性的关系：

 一般来讲，平均粒径越小，涂料透明性越好，使涂层的表面手感较好，但消光效率差；平均粒径越大，涂料消光效果越好，但同时也使涂层表面较粗糙。
现在,，普遍使用的消光剂的粒径从 2 Lm 到 8 Lm 不等，在选用消光粉的过程中，要通过系列的对比试验，使消光、透明性能都较好地满足实际使用要求。

另外平均粒径分布越小，会增加体系的黏度，沉降速率也会降低，在选用消光粉时最好同时考虑消光性和沉降性的因素。

• 孔隙率：
   

  孔隙率（Porosity）指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。

消光粉的孔隙率对涂料的影响，消光粉一般象小海绵一样，内部有许多孔隙。

较高孔隙率的颗粒较轻，因而单位质量下的颗粒就较多，正因为这些颗粒产生了涂料消光所需要的微粗糙度。

在相同粒径的情况下，消光粉孔隙率越高能够得到很高的消光效率；反之，相同粒径下，消光粉的孔隙率越低，消光效果相对较弱。
 

• 消光粉表面处理

  针对不同的涂料体系，有时要对消光粉进行表面处理，一般都是用有机蜡对消光粉进行     
  
  特殊处理，经过处理过的消光粉和未经处理的消光粉对涂料体系的影响也不相同。
   

未处理的消光粉，吸油量大，触变性大，不易分层沉降，但是容易产生硬沉淀，透明性和消光性要好于相当的蜡处理消光粉。
 

 经过有机蜡处理的消光粉，吸油量小，易分层沉降，但它是软沉淀，而且有机物处理的消光粉比未经处理的消光粉的消光效率要低一些。
 

经过表面处理的二氧化硅的pH可有不同，适用范围也不同。

例如，低pH 的二氧化硅在酸催化涂料中有效，而pH为中性的二氧化硅则适用于pH为8-9的水性涂料。
 

• 消光粉的吸油值与比表面积的关系
   

消光粉的最大作用之一是消光，但是消光粉的加入亦能改变产品体系的某些性能，比如体系粘度，粘度与吸油值息息相关。
 

首先，先了解下，吸油值的定义。

吸油值是表示颜料粉末与载色体相互关系的一种物理数值。

它不仅说明了颜料与载色体之间的混合比例、湿润程度、分散性能，而且也关系到涂料的配方和成膜后的各种性能。

吸油量与颜料颗粒的大小、形状、分散与凝聚程度、比表面积以及颜料的表面性质有关。
 

在水性木器漆、水性皮革漆及其他水性涂料油墨中，普通二氧化硅的吸油量较大，增稠严重，不利于施工及涂膜流平性，而有机消光粉吸油量低，效果良好。

消光粉的比表面积和吸油值的关系是，比表面积越大，吸油值越大；

比表面积越小，吸油值越小，两者呈正向关系，所以，涂料生产厂家选择消光粉时，除了消光指标外，可根据产品的粘度要求选择合适的吸油值消光粉。
 

四、怎样分散消光粉
 

消光剂极易分散于任何涂料，无论在硝基、聚酯、丙烯酸、聚氨酯、环氧等体系中，都具有卓越的分散性能，只需用一般的高速分散机，经15～20分钟即可达到很好的分散效果。
 

消光粉要达到消光效果，必须在漆膜的表面造成光线漫反射，否则消光效果不好。

因此，消光粉尽量不要研磨，如果研磨或者高速长时间分散，会将消光粉的表面破坏，而且粒径也变太小了，这样的消光效果不理想，目前市场上的消光粉的粒径不会大于30微米，对于一般的面漆来说，已经足够了，消光粉一般不研磨的原因是消光粉自身的海绵状结构，过度研磨（或者分散）会破坏海绵状结构，形成光滑的切面，造成消光效率下降。

消光粉研磨的话，消光能力会有影响的，一般消光粉的粒径在5-20um，不会对表面产生影响，如果有影响的话，加入时的步骤（在搅拌时加入）和油漆的粘度可以适当低点，除非消光粉的分散能力差，否则分散15~30min就达到要求。

 另外有时候在实验室分散细度可以达到要求，但是在实际生产就会出现细度问题，其主要原因分析是实验室剪切力高，而实际生产用的分散机，剪切力不够。

五、二氧化硅消光剂在涂料中的应用

二氧化硅高效消光剂在涂料工业中具有广泛的应用，其适用的涂料品种有：水性和溶剂型透明木器涂料（木器清漆）、水性和溶剂型木器涂料、高固体分涂料、酸催化涂料、建筑涂料、电沉积底涂料、织物涂料、乙烯涂料、军器涂料、墙纸涂料、聚氯乙烯塑料涂料等。

用高分子蜡处理的二氧化硅消光剂用于水性透明木器涂料，其涂膜具有优异的光学性能，在使用过程中只有软沉淀。在高固体分涂料中使用二氧化硅消光剂，其最大的优点是在得到所需要的消光效果的同时对涂料的黏度影响很小。
 

六、结论

选择消光剂就是使表面产生微粗糙度, 而不影响涂料的外观和漆膜的机械性能。

二氧化硅消光剂是一种简便、高效的消光剂, 已作为涂料的一种重要助剂，使涂料呈现特有的光泽。正确的选择消光剂就成为亚光涂料生产的关键所在。
 

消光粉特性
 

1：经过有机物或蜡处理的消光剂，具有优良的抗沉性，长时间储存也不会形成硬沉淀。

2：消光粉由于使用特殊工艺生产的无定形二氧化硅作基材，故消光效率高。半哑漆添加量为3～4%，全哑添加量为6～9%。

3：消光粉中SiO2含量超过98%，纯度极高，杂质极少,不含重金属，可用于品质要求严格的油漆中。

4：消光粉由于采用特殊加工工艺，粒度分布相当集中，故消光效率高，漆膜的透明性也高，漆膜手感细腻平滑。
 

消光粉在使用中注意的问题

1：消光粉是高化学纯度及高化学惰性的物质，在正常的储存条件下（防潮、防湿、空气流通）、它们不会发生化学变化。

然而我们通常推荐的储存期不超过一年。

 2：消光粉是微米级的超细粉体,故使用消光剂时应戴上防尘口罩，小心操作，避免粉尘飞扬影响作业环境,如飞扬的粉尘量太大，超过国家标准，则应采取局部强制通风措。

3：由于消光粉吸湿（吸油）性能很高,重复或长时间接触皮肤，会引起皮肤干燥，甚至皲裂。因此皮肤直接接触消光剂后，应及时用请水冲干净，皮肤干燥应涂上润肤油。

4：经有机物或蜡处理的消光粉可能产生静电，因此操作时应采取措施预防静电,设备要有可靠接地。
 

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