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海扬颜料的分散性能及分散过程

文章来源:https://www.hayondpowder.cn 发布时间:2019-12-21 浏览次数:389

      对涂料工业来讲,颜料必须均匀地分散在漆料中才能发挥其着色力、遮盖力、光泽、保色性和耐候性等,因而其颗粒大小、分散性及分散稳定性很大程度上影响着颜料的应用性能的发挥。因此,在使用颜料时,应先解决其在介质中的分散问题。

      6.1.3.1 颜料的分散性能

      分散性是指颜料颗粒的聚集体,在漆料中分散的难易程度和在分散体系中的稳定性。它取决于颜料的本性(如极性)和制备法(如颗粒大小和粒度分散度等因素)。颜料在介质中分敞的容易程度对产品的性能、颜料的遮盖力和着色力的强弱有着至关重要的影响。

       颜料经后处理,可改进其分散性能。例如:经气流粉碎加工和表面活性剂处理的颜料,其分散性会大大提高。

      6.1.3.2颜料在涂料中的分散过程

       颜料在其制造过程中,最初形成的粒子称原级粒子,其粒度在5nm~1um之间。颜料的原级粒子很细,能轻易地分散到漆料中去。但是,原级粒子具有较大的比表面积和较高的比表面能,在制备和后处理过程中,尤其是在干燥过程中,会因种种原因相互粘结成为聚集体。聚集体之间、聚集体与原级粒子之间还会形成附聚物。聚集体和附聚物统称二次粒子,其尺寸比原级粒子要大得多,这种过大的二次粒子(以下简称过大粒子)的存在,会给漆膜质量带来不可弥补的损失。因此,分散操作的目的之一,就是要处理这些过大粒子,即施加足够的机械力,使之解聚集,使其能稳定而均匀地分散于漆料中。

      必须指出,在涂料生产中使用的绝大多数颜料是不溶于或基本不溶于水和油的,但却可以为它们所湿洞,并能均匀地分布于其中。

      顔料在漆料中的分散过程是由三个阶段所组成,这三个阶段几乎是同时发生的,但还是可按顺序大致予以区分。

      (1)润湿阶段。即由颜料-空气表面转换为颜料-漆料界面的阶段。固体与液体相接触,固体表面吸附的空气和水分被液体所取代,液体完全被覆在固体表面上,形成固-液界面,这就是润湿。洞湿在颜料分散过程中是很重要的,它不仅决定分散所需的时间,而且影响粒子的分散状态。

       颜料在涂料中分散的首要条件是要求润湿容易。润湿的难易与颜料和介质的物性(如颜料粒子的细度、表面性能、比表面积、介质的黏度等)有关。为了提高润湿过程的效果,有时要添加润湿剂。

      (2)分散阶段。润湿是颜料分散的必要条件,但洞湿性好并不一定意味着分散性好,二者之间并无直接联系。在介质中即使被洞湿得很好的颜料,也仍然是由原级粒子、附聚体(agglomerate)和)聚集体(aggregate)组成的混合体。附聚体是颜料的原级粒子以其边、角相互粘结而成,附聚物分子间的吸引力要弱得多,粘结不那么牢固,比较容易分散。聚集体是原

       级粒子凭多面粘结在一起的颗粒,粒子间引力大,粘结比较牢固,较难分散。只有对这样的顔料混合体施以适当的机械剪力作用、研磨作用或冲击作用,即借助于机械力才能使过大教子聚集体被打开成独立的原生粒子或较小聚集体,所以分散阶段基本上是使颜料聚集体破的过程。

        颜料聚集和颜料絮凝的概念须搞清楚。干颜料颗粒由表面力把它们聚集在一起,颗粒之间填充着空气。颜料研磨后,颜料颗粒已被湿润或已分散,以后又絮凝在一起(工厂术语歌为返粗),絮凝的颜料颗粒间填充着漆料。如果颜料在漆料中分散不好,聚集颜料将出现在色漆中,因聚集的顔料中充满着空气而不是漆料,其性质和絮凝不同。颤料聚集块必须由研磨分散好或呈理想的定向分散。已分散好的颜料由于漆料、颤料及絮凝物质的存在,可能呈现不同程度的絮凝。当分散的颜料粒子之间的吸引力尚不够产生絮凝时,可能在整个色漆中颜料形成定向结构,这种定向结构足以阻碍色漆的流动性时,称为色漆的触变性,可利用该性能以便于施工。

       (3)稳定阶段。即将已润湿的颜料分散到大量液体漆料中去,并使每个颜料粒子被连续的、不挥发的成膜物质永久地分割的阶段。在分散阶段施加的机械力一旦停止,已经分散的粒子由于布朗运动互相磁撞、接触又可能重新发生絮凝,所以这类分散体是不稳定的。为阳止颜料粒子再絮凝,使已分散的颜料粒子维持持久的稳定良好分散状态,是分散作业的最终目的。从这个意义上说,稳定化处理才是分散作业的核心,在考虑分散理论问题时,更应如此认识。

       稳定化处理在较大程度上是通过配方制订的手段来实行的,完成稳定化处理对设备手段的要求较低,其动力消耗也不大,但绝不能因而予以忽视,并错把颜料的解聚集认为是分散作业的核心。当然,润湿和解聚集主要是通过设备手段来完成的,而且实现这两者才能奠定稳定化处理的基础,还应指出,解聚集设备的选择往往使其处于较临界状态,这样既可发挥设备的生产能力又降低能耗。

      不管怎样,没有一个经过通盘考虑(分散体系稳定性在内)的好配方,设备再先进、动力再大,也难以生产出好的色漆。

       以上强调并不意味着可以忽视设备的作用,只不过是希望全面看待分散作业,避免设备万能论(当然也要反对配方万能论),把配方手段和设备手段有机地予以结合,才可收到相得益彩的分散效果。

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