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涂料调色中的颜料分散过程
发布时间: 2018-11-22
涂料的制备过程主要是物理分散和混合过程,包括配料、预分散、研磨分散、调和、调色(配色)和过滤包装,其中颜料的分散是制备色漆的关健步骤,颜料分散的优劣直接影响涂料的质量以及生产效率。

颜料的分散是制备色漆的关键步骤,颜料分散的好坏直接影响涂料的质量以及生产效率。颜料在漆料中分散是一个复杂的过程,这一过程至少包括颜料的润湿、研磨与分散、稳定三个过程。

颜料的润湿

用于色漆生产的颜料颗粒表面,通常吸附着水和空气,颗粒之间的空隙也会被空气所填充。因此在颜料的分散过程中,首先是颜料表面的水分、空气被漆料所置换,即颜料被树脂溶液或含有润湿分散剂的溶液(即漆料)所浸湿。
漆料的黏度越低,颜料的浸湿速度越快。对于溶剂型涂料来讲,因漆料的表面张力通常小于颜料表面张力,故颜料易于浸湿。而对于水性涂料而言,因水的表面张力一般较有机颜料的表面张力大,浸湿困难,因此需加润湿分散剂以加快颜料的浸湿。

颜料的研磨与分散

涂料中所用颜料的粒径较小,粒子间的范德华作用力易使其聚集在一起,因此浸湿后的颜料需在一定的机械外力作用下将较大颗粒的颜料进行粉碎,使其成为符合色漆工艺要求的细小粒子。

在涂料工业中,此过程通常在研磨条件下完成,其中研磨主要是剪切力。所谓的研磨并不是磨碎颜料的原始粒子,而是将颜料的聚集体破碎分散于漆料中。漆料的黏度越大,剪切力越大,有利于研磨,适当、适量的润湿分散剂在此期间能起到提高研磨效率的作用,可加快颜料的解聚。

颜料的稳定

颜料分散以后,颜料粒子的表面能增加,具有相互聚集的趋势。因此,颜料分散过程中对已经解聚的颜料颗粒进行稳定也是一个非常重要的环节,否则涂料在储存和施工期间会重新絮凝,导致涂料质量降低。

颜料在漆料的分散体系中,主要通过电荷稳定和立体保护两种作用机理达到稳定。前者的方法是加入一些表面活性剂或无机分散剂,如多磷酸盐或羟基胺等,后者的方法是在溶剂型涂料中,加入一些长链的表面活性剂,可形成8~9nm的吸附层。

实际上,上述颜料的浸湿、分散、稳定三个过程并不是截然分开的,有时是同时发生、交替进行的。对于色漆分散体系而言,浸湿是基础,研磨是为了更充分的浸湿,分散后颜料的稳定才是最终的目的。
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