1、前言

沉淀法硅铝酸钠又名超细硅酸铝，是一种功能型硅酸盐产品。

沉淀法硅铝酸钠（下文简略为硅铝酸钠）是采用特殊沉淀法生产的无定型硅酸铝盐，是一种表观具有特殊结 构的白色粉末，具有极细的微粒、极好的悬浮性、纯白的外观，高纯度，优良的光散射性，是一种优良的颜料增量剂。广泛用于涂料、胶粘剂、油墨、塑料、橡胶、造纸、皮革、印染、水处理等领域。

而涂料领域主要用于室内外建筑涂料（半光、无光乳胶漆）、印花涂料浆、皮革揩光浆、醇酸漆、丙烯酸外墙漆、粉末涂料、白色二道底漆、马路标线漆等。

本文介绍了硅铝酸钠的主要化学性质、物理性质；阐述了它在乳胶漆、溶剂漆中的应用。特别是在乳胶漆中掺入硅铝酸钠颜料增量剂不仅节省20-35%钛白粉，降低造漆成本，并显示许多优点。本文对硅铝酸钠的增效作用及其产生的光学效应提出各种可能的解释。

2、硅铝酸钠特性

2.1化学性能 硅铝酸钠的主要成分为：硅、铝、钠。

硅铝酸钠内铬、鎘、砷等重金属毒物含量均低于国家标准，符合环保要求；硅铝酸钠是化学惰性体，不论在酸性介质还是碱性介质中都是稳定的，它与涂料中其他任何组分不发生化学反应，包括基料、溶剂、分散剂和其他辅助剂；具有PH缓冲性，缓冲PH值范围为9.0-12.0，这增加了乳胶漆的稳定性，同时避免了金属容器内壁遭受腐蚀（提高漆的储存稳定性）；由于其表面具有多羟基性，在水性介质中易湿润和分散。

2.2物理性能

2.2.1分散性

硅铝酸钠由原级粒子、聚集物、附聚物组成，这种组成有较窄的粒度分布范围，具有良好的分散性等特殊的 性能。

a：原级粒子。原级粒子平均直径15-30mum，它是钛白粉的原级粒子平均直径的1/10，聚集结果为聚集物。 b：聚集物。聚集粒子平均直径200mum，这是5-15个原级粒子聚集的结果，聚集物松散连接为附聚物。

c：附聚物。附聚物平均直径2-20um。此附聚物是聚集物松散连接过程中的副产物。

2.2.2构造

硅铝酸钠的比表面积为60m2/g，它是种选择性吸附剂，其超细网络结构对于组成基料的大分子来说是难以 接近的。另一方面它确实能够通过吸收一定程度的水，增加系统的粘度。硅铝酸钠这种特别的结构能提高乳胶漆 的悬浮稳定性、流变性能、光学性能、耐候性能。

正是硅铝酸钠具有吸水性，还可以调节体系的粘度。另外聚集物与附聚物协调使体系具有显著的触变性。

硅铝酸钠与通常使用的颜料填料相比具有更高的白度，其折光系数为1.46，与连接料相近，故遮盖率极差， 甚至无遮盖性。

2.2.3掺和性、相容性

硅铝酸钠一般在颜料加入后加入，在乳液中使用是没有问题的。

硅铝酸钠与醇酸树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、醋酸乙烯乳液、苯丙乳液等中所有颜料如钛白粉（表面处理过或没有处理过的）、高岭土（煅烧过或没有煅烧过）、碳酸钙（沉淀或天然的）均具有相容性。

3、硅铝酸钠在乳胶漆中的应用

（1）、硅铝酸钠宜用于室内外的无光与半光乳胶漆中，其用量为钛白粉用量的20-35%（涂料量的4%-6%）其干膜遮盖力不会下降，并能增加白度；如钛白粉的用量不变，用硅铝酸钠作功能性填充料，其干膜遮盖力则明显地上升，白度大幅度提高，具有明显的经济效益。 注：其他填充料因高粒径会对钛白粉产生挤压效应，而硅铝酸钠的粒径与钛白粉相似，沉淀在钛白粉颗粒周围，使其在连接料中均匀分散，防止钛白粉絮凝成团（挤压效应会使钛白粉产生光学絮凝现象），从而提高乳胶漆的干膜遮盖力。

（2）、硅铝酸钠在PVC（颜料体积浓度）较大的半光与无光乳胶漆中，比其他填充料如碳酸钙、滑石粉、高岭土等有更好的光学性能。

（3）、硅铝酸钠PH为9.0-12.0，呈碱性，在乳胶漆中具有PH缓冲作用，尤其在醋酸乙烯乳胶漆储存过程中能防止因醋酸乙烯水解而使PH值下降的现象，避免了金属容器内壁遭受腐蚀；同时它不会与磷酸盐分散剂作用，更增加乳胶漆的分散稳定性；而某些填充料如碳酸钙的钙离子与磷酸盐生成不溶性盐，影响乳胶漆的分散稳定性。

（4）、硅铝酸钠的超细、网格结构及高分散性，能使乳胶漆稍增稠，具有很好的悬浮性，并防止固体份的沉底及表面分水现象的出现， 在施工时，可以防止垂直面涂装的流挂现象，改善涂刷性。

（5）、硅铝酸钠为合成的无机化工产品，这种无机结构使乳胶漆漆膜有很好的耐擦洗性、耐候性，另外能缩短表干时间。

（6）、硅铝酸钠由消光作用，所以在半光、无光漆中可以作为一种经济的消光剂。

（7）、注意事项：

A：在使用时必须将硅铝酸钠彻底均匀分散，才能体现出最好的增效作用，否则有可能使乳胶漆产生后增稠； B；在钛白粉用量较低的半光乳胶漆和无光乳胶漆中，硅铝酸钠的用量应低一些（涂料量的2%-3%）；

C：因具有消光作用，在低PVC（颜料体积浓度）时，对钛白粉的增效作用不明显，同时也不宜用于有光乳胶漆；

D：因为硅铝酸钠呈碱性，所以要注意基料的选择及其他颜料的配伍。

3.1硅铝酸钠的适宜用量

硅铝酸钠在乳胶漆的用量

（1）、随共用的其他颜填料及粒径大小而异；

（2）、在不同的PVC及不同的乳液类型中，硅铝酸钠的使用效果也不相同；

（3）、配方设计中硅铝酸钠的用量，以最大限度取代钛白粉而不影响其干膜遮盖力为原则，明显的降低乳胶漆成本；

（4）、在乳胶漆中硅铝酸钠取代钛白粉的量有一定的限度，如取代量超过此极限值，其遮盖力等光学特性则明显下降。

在两项简单的比较试验中，采用同一厂家生产的两种金红石型钛白粉，颜料体积溶度（PVC）都控制在36%，以不同量的硅铝酸钠等体积取代钛白粉，目的在于确定用部分取代是否能实际改善漆料的反射率和遮盖力。用“Elrepho”光度仪进行测量，测定在黑底（Rb）和白底（Rw）上的反射率数值，并采用通常的方法来计算，从而确定其反射率（R∞）和遮盖力（D）

结果见图1、图2。

图1、图2表明，以硅铝酸钠取代钛白粉，反射率（R∞）、遮盖力（D）都有所提高，但到了某一极限后，再增加硅铝酸钠用量，漆料的光学性能劣化。图中显示，以硅铝酸钠取代钛白粉达到40%左右时，R∞、D才会下降，这个取代界限视漆料中所用的白色颜料不同而异。图中表明TiO2Ⅱ对这种漆料不大合适。

实际使用中，用硅铝酸钠来取代这么大量的白色颜料是行不通的。因为在通常市售的乳胶漆中已含有普通增量剂，有时含量还相当大。在此试验中采用的是一种特意配置的漆料，目的在于突出取代的效果。

硅铝酸钠取代钛白粉的极限值，随乳胶漆的PVC变化而不同。在试验中固定硅铝酸钠取代钛白粉的比例（4.6:1）,而使PVC在30%-70%变化。

图3、图4表明，涂层的反射率（R∞）、遮盖力（D）都随着颜料的体积浓度提高而增强，从图中可见，在颜料含量高时，反射率（R∞）、遮盖力（D）的增长率便降低并趋向于一个极限值。

3.2硅铝酸钠的应用实例

为更清楚显示硅铝酸钠的实际使用效果，按实际的乳胶漆配方进行试验。配方中采用不同的白色颜料，不同的乳液及各种填充料，颜料体积浓度在37.6%-60.2%之间，其中一组不含硅铝酸钠。在各项试验结果中，以掺有硅铝酸钠的遮盖性能较好。

四种乳胶漆配方及试验结果见表1、表2。

表1乳胶漆配方及测试结果（1）

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