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颜料润湿分散剂的原理和选择

时间:2010-09-18来源:未知 作者:chem 点击:
颜料润湿分散剂的原理和选择 1颜料润湿分散剂的作用 ①提高生产效率、降低制造成本。颜料的研磨与分散过程是制造涂料的主要工序,大约80%的电能和工时消耗在该工序上。选择合适的颜料润湿分散剂,一方面达到同样细度的时间最短,可以缩短工时;另一方面,可

颜料润湿分散剂的原理和选择

 

1颜料润湿分散剂的作用

    ①提高生产效率、降低制造成本。颜料的研磨与分散过程是制造涂料的主要工序,大约80%的电能和工时消耗在该工序上。选择合适的颜料润湿分散剂,一方面达到同样细度的时间最短,可以缩短工时;另一方面,可以降低体系的粘度,使制造高颜料的色浆——颜料浓缩浆成为可能。颜料浓缩浆可以提供涂料合理生产的机会,使实现计算机配色成为可能。通用色浆可与差不多全部的涂料体系相混容,涂料厂家可以较少的原料贮备制作各种类型的色漆,减少了贮运、管理各方面的麻烦。

 

    ②提高涂料的贮存稳定性、减少浪费。颜料(填料)润湿分散得不好,得到的产品稳定性差,贮存一定时间后,会出现分层现象。轻者返粗,需要返工,增加损耗。颜、填料沉底,严重时会发硬、结块,导致涂料无法使用而报废。只要使用恰当的润湿分散剂,都会提高涂料贮存稳定性,防止颜料返粗、沉底等问题。

 

    ③改善涂膜状态。使用润湿分散剂,使颜料分散得更好,可以提高颜料的着色力和遮盖力,改善涂料的流平性,增加光泽,使用控制絮凝的润湿分散剂还可以防止复色漆的浮色、发花现象。譬如现在国际上一些大公司生产的钛白粉,其表面处理已做得非常好,研磨时甚至不加润湿分散剂也可能很快达到所要求的细度。但在配制灰色漆时,不加助剂的就可能会有发花现象,而加了助剂的就会防止该现象的发生。

 

    ④其它作用。最佳的颜料分散可以提高紫外线的吸收和反射能力,增加颜料的耐候性和耐化学药品性。

    控制絮凝的润湿分散剂可使涂料成为假塑性流体,一般场合下,假塑性的流变行为是配方设计者所追求的,它可以防止施工时的流挂现象。

 

2润湿分散剂的作用原理

    前面已经讲过,涂料生产过程的第一步就是研磨——以达到最佳颜料分散。

    颜料有三种存在状态:①原始颗粒,即单个颜料晶体或一组晶体,粒径相当小;②凝聚体,以面相接的原始颗粒团,其表面积比其单个粒子组成之和小得多,再分散困难;③附聚体,以点、角相接的原始颗粒团,其总表面积比凝聚体大,但比单个粒子组成之和小,再分散较容易。如图1所示。

图1附聚体和原始颗粒

    颜料分散在基料里的过程可划分为三个阶段,即:

    ①润湿。指颜料颗粒表面吸附的水分和空气等被基料所置换,进而润湿颜料颗粒表面。这里存在一个固/气界面到固/液界面的转换过程。

 

     ②分散(又叫研磨)。指颜料聚集成的较大颗粒被机械打开或分离成原始颗粒或接近原始颗粒,其常用设备前面已介绍过。③稳定。指已润湿的颜料颗粒移至基料中使颗粒永久分离。

      这三个阶段并非截然分开的,而是互相重叠进行的。如图2所示。

    

图2润湿和分散过程(a)润湿;(b)分散;(c)稳定

 

    润湿剂可以促进基料对颜料聚集体的润湿,分散剂可以改进颜料分散体的稳定性。同一种产品常兼具润湿和分散双重作用。基料渗入颜料中的速度可用Washbarne公式表示:

(1)

式中,v表示润湿速度;K为常数;ρ表示基料的表面张力;口为接触角;.R表示颜料颗粒的间隙半径;L为颜料颗粒的间隙长度;η表示基料的粘度;ρ·cosφ为扩散压力。

 

    对于固体的颜料来讲,R、L都是定值,η的改变范围也比较小,要使润湿效率提高,缩小接触角是非常有效的,这就是使用润湿剂的意义。

 

        颜料分散后,因为重力作用、布朗运动等,二次粒子可能会再度聚集成粒子团——这叫做絮凝。DLV0理论从理论上论述了絮凝动力学和分散体的稳定性。其主要观点为:电磁力使粒子互相吸引,静电力使粒子产生排斥,空间位阻也产生排斥力。颜料润湿分散剂可包覆在颜料粒子表面。因离子的斥力或空间阻碍而防止粒子间互相接触,避免无控制絮凝现象,即返粗的发生。

 (责任编辑:admin)

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