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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。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。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,必須施以外加的機械力(主要是剪切力)將這些大顆粒解聚集,使其恢復或接近恢復到原級粒子的大小,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。這種借助外加機械力,將顏料的附聚體和聚集體恢復成或接近恢復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械力,一般是由我們通常使用的研磨分散設(shè)備,如砂磨機、球磨機、三輥機、高速分散機和二輥機等產(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械力,將顏(填)料粒子進行解聚,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,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)使用分散助劑預處理的顏料;
6)漆漿在預混合中的自升溫至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)預混合(高速攪拌或捏和機拌漿)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,預混合好的研磨漆漿經(jīng)靜置過夜較之立即進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混合后并籍以機械攪拌下令漆料溫度達到50℃后靜置過夜,次日再進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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