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涂料調色中的顏料分散過程
發布時間: 2018-11-22
涂料的制備過程主要是物理分散和混合過程,包括配料、預分散、研磨分散、調和、調色(配色)和過濾包裝,其中顏料的分散是制備色漆的關健步驟,顏料分散的優劣直接影響涂料的質量以及生產效率。

顏料的分散是制備色漆的關鍵步驟,顏料分散的好壞直接影響涂料的質量以及生產效率。顏料在漆料中分散是一個復雜的過程,這一過程至少包括顏料的潤濕、研磨與分散、穩定三個過程。

顏料的潤濕

用于色漆生產的顏料顆粒表面,通常吸附著水和空氣,顆粒之間的空隙也會被空氣所填充。因此在顏料的分散過程中,首先是顏料表面的水分、空氣被漆料所置換,即顏料被樹脂溶液或含有潤濕分散劑的溶液(即漆料)所浸濕。
漆料的黏度越低,顏料的浸濕速度越快。對于溶劑型涂料來講,因漆料的表面張力通常小于顏料表面張力,故顏料易于浸濕。而對于水性涂料而言,因水的表面張力一般較有機顏料的表面張力大,浸濕困難,因此需加潤濕分散劑以加快顏料的浸濕。

顏料的研磨與分散

涂料中所用顏料的粒徑較小,粒子間的范德華作用力易使其聚集在一起,因此浸濕后的顏料需在一定的機械外力作用下將較大顆粒的顏料進行粉碎,使其成為符合色漆工藝要求的細小粒子。

在涂料工業中,此過程通常在研磨條件下完成,其中研磨主要是剪切力。所謂的研磨并不是磨碎顏料的原始粒子,而是將顏料的聚集體破碎分散于漆料中。漆料的黏度越大,剪切力越大,有利于研磨,適當、適量的潤濕分散劑在此期間能起到提高研磨效率的作用,可加快顏料的解聚。

顏料的穩定

顏料分散以后,顏料粒子的表面能增加,具有相互聚集的趨勢。因此,顏料分散過程中對已經解聚的顏料顆粒進行穩定也是一個非常重要的環節,否則涂料在儲存和施工期間會重新絮凝,導致涂料質量降低。

顏料在漆料的分散體系中,主要通過電荷穩定和立體保護兩種作用機理達到穩定。前者的方法是加入一些表面活性劑或無機分散劑,如多磷酸鹽或羥基胺等,后者的方法是在溶劑型涂料中,加入一些長鏈的表面活性劑,可形成8~9nm的吸附層。

實際上,上述顏料的浸濕、分散、穩定三個過程并不是截然分開的,有時是同時發生、交替進行的。對于色漆分散體系而言,浸濕是基礎,研磨是為了更充分的浸濕,分散后顏料的穩定才是最終的目的。
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