实验方案设计

硫酸钙晶须取代部分钛白粉对内墙涂料性

能的影响研究

学校：四川理工学院

专业班级：环境卓越131

小组人员：杨方胥莲曾籍易蓉蓉

指导老师：***

2015年10月20日

目录

目录................................................. II

1 实验目的 (1)

2 实验设计背景 (1)

3 实验原理 (1)

4 硫酸钙晶须及钛白粉的性能 (2)

5 实验材料 (3)

6 实验方法 (3)

6.1耐水性 (3)

6.2防火性 (4)

7 实验数据处理 (5)

8实验结果 (6)

9 对其他性能（如白度等）的影响研究 (6)

9.1影响替代后钛白粉性能的因素 (6)

9.2 CaSO4、TiO2 的基础技术指标对比 (7)

9.3硫酸钙部分替代钛白粉的其他应用 (7)

10 总结 (8)

1 实验目的

硫酸钙晶须取代部分钛白粉对内墙涂料使用性能中的耐水性，防火性及其他性能（如白度等）的影响研究

2 实验设计背景

目前钛白粉的价格居高不下，而且在国内钛复合颜料的研究尚处于起步阶段。钛白粉具有很多优势，但是其昂贵的价格让人们不得不考虑采用其他的产品来替代钛白粉。为了节省昂贵的钛白粉，降低成本，长期以来人们都积极地研究和开发利用高效价廉的体质颜料取代钛白粉，研究新的产品部分替代钛白粉势在必行。由于硫酸钙具有良好的白度以及胶凝性，故可部分替代钛白粉添加到涂料中，最大替代量为钛白粉用量的20%。

3 实验原理

漆膜耐水性是指漆膜对水作用的抵抗能力，材料的耐水性是指材料在长期的饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质。饱和水就是水渗透到材料的多少。用特征强度降低的软化系数K来表示。软化系数K随着材料含饱和水量的增加而降低，通常K大于等于0.85成耐水性材料，可长期处于水中或潮湿环境中使用。对于潮湿较轻或次要结构的材料K不小于0.75.

防火涂料是指涂装在物体表面，可防止火灾发生、阻止火势蔓延

传播或隔离火源、延长基材着火时间或增加绝热性能以推迟结构破坏时间的一类涂料。国外在19世纪70年代就有了用灰泥、石膏、硫酸铝钒等与水调和的建筑防火涂料。对于建筑火灾，火场温度大多在800～1 200℃，在火灾发生的10 min内，火场温度即达到700 ℃以上，对于裸露钢材，只要几分钟就可达到钢材临界温度。“911事件”后，钢结构的防火问题更加引起各国政府的重视。钢结构防火涂料有厚涂型和超薄型之分，其厚度分别为8～50 mm、3～7 mm和小于3 mm，耐火时间为0.5—2.5 h用。钢结构防火涂料常用的防火填料有云母粉、滑石粉、石棉粉、高岭土、氧化锌、氢氧化铝、硼酸锌、偏硼酸钡、无机晶须等。对于防火涂料来说，其含无机填料的比例要适中，因为含量过高，会影响涂层的发泡高度，达不到隔热的目的，但少量的填料又不可或缺，因其可使泡沫层更致密，强度更好，从而提高其防火性能。

硫酸钙晶须有良好的耐高温性，熔点在l 450℃，耐热性测试在1 800℃下加热2 h仅失重0．75％，不会引起高温滑移的完整性，温度升高时，晶须不分解、不软化，其强度几乎没有损失，使得硫酸钙晶须在防火涂料中的应用成为可能。

4 硫酸钙晶须及钛白粉的性能

硫酸钙钙晶须是以生石膏为原料经特定工艺及配方合成的硫酸钙纤维状单晶体，硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘

性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。

钛白粉是白色颜料中着色力最强的一种，具有优良的遮盖力和着色牢度，适用于不透明的白色制品。金红石型特别适用于室外使用的塑料制品，可赋予制品良好的光稳定性。锐钛型主要用于室内使用制品，但略带蓝光，白度高、遮盖力大、着色力强且分散性较好。

5 实验材料

对耐水性：石棉水泥板，松香，石蜡，蒸馏水，用硫酸钙晶须取代了部分钛白粉的涂料和未用硫酸钙晶须取代的涂料。

对防火性：添加硫酸钙晶须取代部分钛白粉的防火涂料（以下简称防火涂料）、未添加硫酸钙晶须的普通涂料（以下简称普通涂料）、烘箱1个、酒精喷灯两盏、铁架台两台、表面光滑的胶合板十块、电子天平1台、游标卡尺一根、秒表1块、温度计1支。

6 实验方法

6.1耐水性

对两种涂料进行耐水性的对照实验（其中B为对照）

A组：

在规定尺寸的石棉水泥板上制备标准厚度的硫酸钙晶须取代了部分钛白粉涂料做的漆膜；

恒温恒湿养护至要求 7 天时间；

用1∶1 的松香和石蜡混合物封边；

将 2/3 浸泡在蒸馏水或自来水中，浸泡标准规定的时间后，检查硫酸钙晶须做的试板，有无失光、变色、起泡、起皱、脱落等现象，以及干燥后的恢复时间，以此来判断涂料的耐水性；

B组：

在规定尺寸的石棉水泥板上制备标准厚度的未被取代钛白粉做的漆膜；

恒温恒湿养护至要求7天；

用1:1的松香和石蜡混合物封边；

将 2/3 浸泡在蒸馏水或自来水中，浸泡标准规定的时间后，检查钛白粉制作的试板，有无失光、变色、起泡、起皱、脱落等现象，以及干燥后的恢复时间，以此来判断涂料的耐水性；

C:

将第4步和第8步结果做对比。

6.2防火性

实验准备：

①检查胶合板表面是否平整光滑，无节疤无拚缝和有无其它缺陷。

②胶合板在涂覆防火涂料之前，应在温度25±1℃，相对湿度60％－

70 ％的条件下状态调节至恒重(间隔24h重量变化不大于0.1％）。

③按200－250g／m^2的涂覆比值（厚浆型涂料允许增至500g／m^2 ）将要测试的防火涂料与普通涂料分别均匀地涂于两块胶合板