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            顏料如何在涂料中做到更好的分散

            作者: 文章來源: 日期:2013-12-04 21:02 人氣:
            在制造涂料時希望能很好地分散到涂料基料中,并能達到良好的細度.涂料的參數指標中均列有細度指標,如要求小于15 m.顏料在研磨時就要求能較快地達到所要求的細度指標.有些顏料比較難分散,如炭黑,鐵藍等.將難分散的顏料與易分散的顏料在同一類型的研磨設備中研磨,就可以對比出達到要求細度所需要的研磨時間存在差別,難分散的顏料所需的研磨時間要長很多,消耗的能源也較多.為此,在制造顏料時采取改善分散性的措施,提高顏料的分散性,可以減少研磨時間并節約能耗.例如制造易分散顏料或色漿等加工顏料,就是針對提高顏料的分散性而提出來的. 使用具有良好分散性的顏料,涂料的質量也會有所提高,涂料的細度符合標準并較為穩定,顏料不易在貯藏過程中重新聚集成大顆粒沉底,制成的漆膜較為平滑,耐水性也較好.
                    的分散和穩定,對涂料的最終性能和貯存穩定起著重要的作用。由于顏料和樹脂體系的多樣性,選擇合適的分散工藝是一項復雜的工作。傳統分散過程的影響新宿可以歸結為三個變量:顏料、分散劑和分散設備。正確選擇這三個變量可以得到一個好的顏料分散體。
                    對應顏料潤濕的難易程度,把分散而消耗的能量定義為分散能,也就是說對于難潤濕的顏料,只有分散設備能提供必要的分散能時,才能使它們完全展現其顏色和強度。按照所提供分散能的高低,分散設備排序如下:攪拌機<振蕩磨<砂磨<球磨<三輥磨。在滿足顏料對分散能的要求的前提下,分散設備設計的趨勢是盡可能地提高產率,同時減少占地空間和降低能耗。
                    目前大批量涂料生產中應用最多的是砂磨機,分為立式和臥式。砂磨機的工作原理是利用高粘度泵,將預攪拌好的物料輸送入研磨缸,研磨缸內充滿研磨介質,可以是玻璃珠、氧化鋯珠、鋼珠等。通過葉片的告訴旋轉,賦予研磨介質足夠的動能,對物料施加剪切力和沖擊力,實現對顏料的分散。其特點是效率高產量大,可連續生產,操作簡單。對于一些難潤濕的顏料,特別是小批量的生產,三輥磨是不錯的選擇。三輥磨通過水平的三根輥筒的表面相互擠壓及不同速度的摩擦而達到研磨效果。特別適用于高黏度的物料及砂磨機難循環的物料。除了這些常規的分散設備,在納米材料的分散中,常用到超聲分散機。在顏料預分散體的制備中,捏合機和雙輥機被廣泛適用。
                    分散助劑的大量適用和不斷改進,推動了分散效率的大幅度提高。同時也推動了分散過程的基礎理論研究。分散劑從蓖麻又衍生物,到低相對分子質量的表面活性劑,現在被稱為傳統分散劑,發展到高相對分支質量的超分散劑。而且超分散劑的分子設計和合成技術也在不斷改進。近年來,通過可控制游離基聚合技術,合成了具有更窄相對分子質量分布和更合理的分子鏈構造的新型分散劑,取得了非常好的分散效果。選擇一種合適的分散劑,不僅可以大大縮短研磨時間,提高研磨效率,還可以降低色漿黏度,提高色強度。
                    對顏料進行表面處理,以改善顏料的潤濕性能也是一個重要研究方向。如用偶聯劑對無機顏料進行表面處理,對有機顏料用超分散劑進行處理,用乳液聚合的方法,將顏料粒子裝進微膠囊中,都能大大提高顏料的潤濕分散性能。近幾年各大顏料供應商推出的顏料預分散體,稱為色片或者色砂,應該說是一個重大改進。油墨生產中的擠水顏料,也是對傳統分散方法的革命性進步。顏料預分散體和擠水顏料都可以在顏料濾餅的基礎上加工而成,減少了顏料干燥粉碎的過程,大大降低了能耗。在顏料適用過程中,避免了粉塵污染,提高了生產效率,還可以使得涂料、油墨產品的批次穩定性大大提高。
                    供應形勢的都處于團聚狀態,依靠分散設備設施加的機械能破壞原生顆粒之間的內附著力,原生顆粒被分散。一旦被分散,原生顆粒就重新原句的趨勢,這一過程稱作絮凝。從結構觀點看,絮凝非常類似于團聚,只不過是用樹脂溶液代替空氣填充了顏料之間的東西。為組織絮凝,必須依靠分散劑以某種形勢結合在亞尼奧粒子周圍,餅提供空間位阻、電荷斥力等維持分散狀態穩定。各國學者對分散穩定的理論提出了許多模型,其中比較成熟的有雙電層理論、空間位阻理論等。其核心是如何有效住址分散狀態的顏料粒子重新聚集。
                    雙電層理論又稱靜電穩定理論,將分散狀態的顏料粒子表面描述為雙電層結構。當賦予顏料粒子表面某種電荷以后,相反電荷的帶電粒子云會圍繞其周圍。當兩個微??拷鼤r,電荷斥力將阻止其靠近,從而阻止絮凝。這類分散劑分子中常含有大量羧基或硫磺酸基,用于提供電荷。。在以水為主的高電解質媒介中,改模型發揮主要穩定作用。
                    溶劑型體系中起主要作用的是空間位阻理論。該理論中分散劑分子被設計另一端為樹脂相容鏈段。分散劑分子依靠親顏料基團吸附在顏料粒子表面,樹脂相容鏈段溶解在樹脂溶液中,從而在顏料粒子周圍形成空間位阻,阻止微??拷?。
                    無論哪個理論,最重要的一點是相同的,即分散劑分子對顏料粒子的吸附。為了增強分散劑分子與顏料粒子的結合力,在新型高分子分散劑的設計中,分散劑分子常被設計成嵌段聚合物、梳形聚合物、超枝化聚合物等。
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