气相二氧化硅是什么 气相二氧化硅在涂料中的作用

气相二氧化硅，也叫气相白炭黑，是一种白色蓬松粉沫，多孔性， 无味无污染，耐高温。同时它具备的化学惰性以及特殊的触变性能明显改善橡胶制品的抗拉强度，抗撕裂性和耐磨性，橡胶改良后强度提高数十倍。液体系统、粘合剂、聚合物等的流变性与触变性控制，可用来调节自由流动和作为抗结块剂来改善粉末性质等等。

流变助剂

未处理的气相二氧化硅表面含有大量羟基，它们在油性体系中极易通过相互间的氢键缔合形成均匀的三维网状结构，能够增加涂料粘度。而这种三维网状结构受到机械剪切力作用时会被破坏，使涂料粘度下降，恢复良好的流动性；当剪切力消除后，三维结构（氢键）会自行恢复，涂料粘度上升。气相二氧化硅的这一特性赋予油性涂料非常好的贮存性能和施工性能，特别是厚浆型涂料（如船舶漆），既能保证涂料在一定的施工剪切力下有良好的的流动性，又能保证涂膜的一次施工厚度。

流变性是涂料的重要性能，它直接影响到涂料的外观，施工性能及储存稳定性等性能，而不同涂料体系对流变助剂的要求也有差异。对于油性体系而言，大部分流变助剂都是形成氢键而起作用的。表面未处理的气相二氧化硅聚集体含有多个，其中，一是孤立的，未受干扰的自由 二是连生的，彼此形成氢键的键合氢键键合在油性体系中，极易形成三维的网状结构，这种结构受机械力影响时会破坏，使粘度下降，涂料恢复良好的流动性;当剪切力消除后，三维结构会自行恢复，粘度上升。在完全非极性液体中，粘度恢复时间只需几分之一秒;在极性液体中，回复时间较长，这取决于气相二氧化硅的浓度及其分散程度，这一特性赋予油性涂料非常好的储存和施工性能，特别是厚浆形涂料，既能保证涂料在一定的施工剪切力下有良好的流动性，又能保证涂膜的一次施工厚度，通常，在施工过程中，由于涂层边缘的溶剂挥发较快，导致表面张力不均匀，容易使涂料向边缘移动，而二氧化硅网络能够有效的阻止涂料的移动而形成厚边，同时还防止涂料在固化过程中的流挂现象，使涂层均匀。同时，气相二氧化硅由于能形成氢键而提高体系中的中低剪切粘度，从而起到增稠作用。因此，气相二氧化硅在油性体系中的应用非常广泛。

助分散剂

在粉末体系中，由于气相二氧化硅的小粒径和高表面能，它们可以吸附在涂料粉体的表面，并在粉体表面形成一个表层，提高粉料的分散性。在同一涂料系统中，加入气相二氧化硅可以明显缩短分散时间，提高生产效率。

在粉末涂料体系中，由于气相二氧化硅的小粒径和高表面能，它们可以吸附在涂料粉体的表面，并在粉体表面形成一个表层，提高粉料得分散性，故可作为分散剂使用。在同一涂料系统中，加入气相二氧化硅可明显缩短分散时间，提高生产效率。单值得注意的是，先将气相二氧化硅分散完全效果更好，其添加量不宜太多，一般不超过1%。因为添加量过多会导致体系触变性能较强，导致分散时边缘分散剪切力不够，而呈冻状，影响分散效率，特殊情况如富锌漆需要添加2%时可以同时搭配其他流变主机助剂一起使用，并利用醇类溶剂调整气相二氧化硅的流变性能。

防沉降与抗结块

气相二氧化硅表面存在大量硅醇键，可自身或与基材形成氢键，形成类似“网”状结构，“托”住颜料或者其他填料，阻止其下沉或者结块。气相二氧化硅具有增稠效果，选择合适型号的气相二氧化硅，在一定程度上提高涂料粘度，那么颜料或者填料在下坠过程中受到的阻力会自然增加，可有效防沉或防止结块。

气相二氧化硅是一种理想的防沉剂，对于防止涂料体系中颜料的沉淀非常有效，特别是对于色浆的体系，适当的添加量将大大提高色浆的稳定性，而且能够减少润湿分散剂的量，以提高色浆的适用性，并减少色浆对涂料体系的影响，气相二氧化硅的防沉作用对涂料存放非常有利，特别是某些颜料，如金属粉和薄片，都极易沉淀且不能完全悬浮，使用气相二氧化硅可保证其分散不沉淀。以配方总量计，二氧化硅用量在0。4%-0。8%的范围内，但特殊情况下，比如富锌漆，需增加到2%。

气相二氧化硅表面活性高，通过改性处理手段，可以将气相二氧化硅表面电荷进行调整，因为在某些特定涂料应用上，颜料或填料也存在一定的活性，可自身团聚或相互之间结合，此时气相二氧化硅可起到中和电荷的作用，防止颜填料之间的团聚或结块，进一步提高颜料的存储性。在粉末涂料中，气相二氧化硅可作为外添加剂，气相二氧化硅微粒吸附在粉末涂料表面，将涂料颗粒阻隔开来，起到促进流动性效果，部分气相二氧化硅还能起到防潮作用，避免涂料结块。

消光

涂料能够消光，是凭借气相二氧化硅具有粒径小，表面活性大、纯度高等特点，在消光涂料领域也有深入应用，具体作用机理如下：气相二氧化硅粒径小，兼具一定的粒径分布宽度，可直接应用于消光体系；气相二氧化硅表面活性高，具有防沉效果，在消光领域可防止颜填料的沉降，协同消光，也可改性成粒径分布更宽的产品使用；气相二氧化硅与大部分基材、涂料主体具有差异不大的折光率，在消光的同时，可使涂层兼具较高的透明度；气相二氧化硅作为填料之一，还可促进涂层耐刮擦、防滑等功能；此外，气相二氧化硅的空间结构，对于光线的散射、吸收耗散也起到促进作用。

气相二氧化硅折光指数1。46，与成膜树脂的折光指数接近，对漆膜颜色没有影响。成膜过程中其迁移到漆膜表面，能使表面产生预期粗糙度，明显的降低表面光泽，是一种良好的消光剂，使用气相二氧化硅是要注意与漆膜厚度的匹配。在厚膜漆里，采用颗粒非常细的气相二氧化硅，涂膜表面不能产生适当的粗糙度;反之，如在薄膜漆里采用颗粒粗大的气相二氧化硅，虽然其消光效果非常好，但是漆膜表面的粗糙度将不能为绝大多数用户接受，一般来说，气相二氧化硅粒度约为3-7，适合于干膜厚度为15-40的涂料体系。用气相二氧化硅配漆，除了配成浆状物后加到漆里分散外，还可以直接调配到漆中。通常在容器内，以线速度20m/s（约1000r/min）的搅拌叶轮分散10-15min就可达到充分的分散。

防腐

气相二氧化硅的疏水性对用于含铁金属防腐蚀的涂料来说非常重要。腐蚀发生的全过程，即是潮气以及离子（例如钠离子和钙离子）渗透并穿过保护性图层的过程。使用极性防流挂剂或防沉降剂，相当于为水分和离子向金属表面迁移提供通道，积聚在金属表面的水分会破坏图层的附着力，进而引起渗透性水泡，使得更多金属表面暴露出来，加快腐蚀速度。同时，离子的存在会大幅增加界面上的电离强度，加快腐蚀速度。疏水性气相二氧化硅不会提供潮气和离子向金属表面迁移的通道，因而，与处理型黏土等其他类型的触变剂以及未经完全疏水处理的气相二氧化硅相比，疏水型气相二氧化硅能够减少渗透性水泡和腐蚀发生的程度。

抗耐磨剂

气相二氧化硅采用甲基丙烯硅烷进行表面处理后，添加到聚胺酯涂料中，可以起到耐摩擦的作用。加5%-15%的气相二氧化硅，耐摩擦性可提高10%-35%，同时涂料的流变性能和干膜的光学性能都不受负面影响。

其他作用

气相二氧化硅还可以提高涂料的耐侯性、抗划伤性，提高涂层与基材之间的结合强度，同时，气相二氧化硅具有极强的紫外线吸收、红外光反射特性，填加在涂料中能提高涂料的抗老化性能。