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顏料分散★★★
一、顏料的分散:
顏料在漆料中的分散過程是比較復(fù)雜的,但至少要經(jīng)過三個過程,即濕潤、解聚(分散)和穩(wěn)定化。提供色漆生產(chǎn)的顏料,在顏料生產(chǎn)中所形成的粒子是細(xì)微的,其粒徑一般在5nm1um之間,則能輕易地形成分散體系。但是涂料廠投入生產(chǎn)用的顏料,大都以原級粒子,附聚體和聚集體的混合物所存在的。原級粒子:是顏料在制造過程中所形成的單個晶體或締合晶體,粒徑是比較微細(xì)的。附聚體:是原級粒子的邊和角相連接,結(jié)合而成的,結(jié)構(gòu)比較松散的,大的粒子團(tuán)。聚集體:是原級粒子間以雙面相結(jié)合的,或晶面成長在一起的,結(jié)構(gòu)比較緊密的、大的粒子團(tuán)。附聚體大多在顏料的瀘餅干燥和隨后的干磨中形成的。聚集體是顏料制造過程中沉淀熟化階段形成的。附聚體和聚集體合稱為顏料的二次粒子。
1、顏料的濕潤:
生產(chǎn)色漆用的顏料表面一般都吸附著一層空氣和水分,顆粒間的空隙也被空氣所填充,顏料在漆料中分散的首要前提是需要用漆料取代空氣和水分,并在顏料暴露出的表面上形成一層新的包覆膜,這種用漆料取代空氣和水分并在顏料表面形成包覆膜的過程,稱作顏料濕潤過程。
2、顏料的解聚(分散):
在分散過程中,僅將這些二次粒子的表面用漆料濕潤是不夠的,因為這種大粒徑、小表面積的顏料粒子團(tuán)不能滿足制漆的成膜要求和維持漆液穩(wěn)定的分散狀態(tài)。因此,必須施以外加的機(jī)械力(主要是剪切力)將這些大顆粒解聚集,使其恢復(fù)或接近恢復(fù)到原級粒子的大小,以小顆粒大表面積的形式暴露在漆料中,并使其所有暴露出來的表面都被漆料所濕潤。這種借助外加機(jī)械力,將顏料的附聚體和聚集體恢復(fù)成或接近恢復(fù)成原級粒子的過程稱做解聚過程或稱做分散過程。
     顏料在漆料中的解聚是色漆制造過程中主要的,消耗能量最大的工序。能使顏料解聚的外來機(jī)械力,一般是由我們通常使用的研磨分散設(shè)備,如砂磨機(jī)、球磨機(jī)、三輥機(jī)、高速分散機(jī)和二輥機(jī)等產(chǎn)生的。為了造成作為分散介質(zhì)的液體漆料對顏(填)料粒子表面的滲透條件,必須對顏(填)料的聚集體和附聚體施加能促使其破裂的外部機(jī)械力,將顏(填)料粒子進(jìn)行解聚,使其更好地被液體漆料所濕潤,這就需要研磨分散設(shè)備。在研磨漆漿中,顏料粒子的解聚過程,不僅可以充分地令漆液濕潤顏(填)料粒子表面,提高漆漿穩(wěn)定性,而且隨著顏料分散程度的提高,顏料的著色力、遮蓋力都會相應(yīng)提高,色漆涂膜的光澤及其它性能也得到改善。所以選用高效的研磨分散設(shè)備,可以極大地提高顏料在漆料中的分散程度,從而可以在提高漆漿穩(wěn)定性的同時降低顏料用量,改善色漆和涂層的質(zhì)量。
3、穩(wěn)定化:
已被濕潤和解聚的顏料顆粒繼續(xù)分布到大量的漆料中去,使其有足夠的漆料包覆在顏料粒子的周圍,并將其彼此隔離開來,從而縮小顏料顆粒間的吸引力,避免了顏料顆粒間的相互接觸,這種使每個業(yè)已被解聚集及濕潤了的顏料顆粒被足夠厚的、連續(xù)的、不揮發(fā)的成膜物質(zhì)永久地分散開來,使分散體在無外加機(jī)械力的控制下,也不會出現(xiàn)顏料粒子再次聚結(jié)成大顆粒的過程,稱做穩(wěn)定化過程,得到穩(wěn)定性的顏料分散體,才是色漆生產(chǎn)的最終目的。因而,顏料在漆料中的分散是由濕潤、解聚和穩(wěn)定化這三個主要過程所組成。但是,實際上這三個過程不是截然分開的,而是同時發(fā)生的和交替進(jìn)行的。對于將顏料分散在漆料中所形成的分散體而言,三者的關(guān)系是:濕潤是基礎(chǔ),解聚是為了更充分的濕潤,而達(dá)到穩(wěn)定化狀態(tài)才是最終目的。
如果顏料在漆料中分散得不好,達(dá)不到相對穩(wěn)定的狀態(tài),那么已被分散的顏料顆粒有可能又會重新接近而聚集成大顆粒,形成我們所講的顏料絮凝體,顏料的絮凝過程是分散過程的逆過程。
顏料的絮凝體和聚集體及附聚體,雖然是由原級粒子聚結(jié)而成的大粒徑粒子團(tuán),但是絮凝體和后者有著本質(zhì)的不同,雖然它的表面仍被漆料所包覆,粒子間隙也被漆料所填充,而顏料的聚集體和附聚體的表面為空氣和水分所包覆,其間隙也被空氣所填充,但微絮凝狀態(tài),在涂料生產(chǎn)中還有其利用之處。
4、對于漆料充分濕潤顏料的幾點措施:
1)選用粒徑小,表面經(jīng)過處理的顏料;
2)降低漆料的表面張力;
3)使用低固體量的漆料;
4)使用濕潤助劑來降低液體和固體間的界面張力;
5)使用分散助劑預(yù)處理的顏料;
6)漆漿在預(yù)混合中的自升溫至50℃(高速)再靜置過夜后投入研磨分散工序(含華蘭者除外)。
5、如何降低漆料的表面張力:
1)選用低表面張力的溶劑;
2)降低漆料的粘度;
3)降低漆料的固體含量。
6、如何改善漆料與顏料的界面張力:
1)采用濕潤劑或分散劑等涂料助劑;
2)選用經(jīng)預(yù)處理過的濕潤性好的顏料品種;
7、如何在操作中改善濕潤條件的措施:
1)漆漿經(jīng)預(yù)混合(高速攪拌或捏和機(jī)拌漿)并自升溫至50℃;
2)將漆漿靜置過夜,再經(jīng)研磨(含華蘭者除外);
顏料在濕潤的過程中粘性的液體漆料緩慢而持續(xù)地滲入堆積緊密的顏料間隙需要一定的時間,預(yù)混合好的研磨漆漿經(jīng)靜置過夜較之立即進(jìn)行研磨分散自動深入的深度相差約38倍。這就為將研磨漆漿預(yù)混合后并籍以機(jī)械攪拌下令漆料溫度達(dá)到50℃后靜置過夜,次日再進(jìn)行研磨分散的操作方法,提供了一個合乎邏輯的理論,溫度的提高,使漆料表面張力降低,更有利于濕潤,漆漿靜置過夜,提供了濕潤所必須的時間,能起到節(jié)約能源而提高濕潤的效力。
 
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