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用于涂料的【彩色混相無機顏料】分散的方法

發表人:admin發表時間:2012-02-16


王文強(湖南巨發科技有限公司,411100)
    彩色混相無機顏料由多種金屬氧化物經高溫固相反應而生成,是一種具有環保無毒的耐高溫無機顏料,學術上稱之為金屬氧化物混相顏料,在國際上,常稱呼為復合無機顏料、MMO顏料(Mixed Metal Oxide Pigment)、CICP(Complex Inorganic Color Pigment)等,主要用于耐溫油漆、涂料、氟碳涂料等行業。
    彩色混相無機顏料用于涂料的分散有三個過程:潤濕、分散和穩定。


1潤濕 
    顏料表面的水分、空氣被溶劑(漆料)所置換稱為潤濕。溶劑型漆的潤濕問題不大,因為溶劑(漆料)表面張力一般總是低于顏料的表面張力的。但是潤濕要有一個過程,特別是因為顏料是一個聚集體,溶劑需要流入顏料的空隙。當溶劑粘度低時,潤濕的速度可以很快。要注意加顏料和溶劑的順序,要先加溶劑后加顏料。在水性漆中,由于水的表面張力較高,對于無機顏料的潤濕便有困難,需要加潤濕劑以降低水的表面張力。

2研磨與分散 
    在顏料的制備過程中,顏料的顆粒大小是按規定要求控制的,但因為粒子間的范德華力,顏料的微細粒子會相互聚集起來,成為聚集體,因此需將它們重新分散開來,這便需要剪切力或撞擊力。涂料的研磨主要是產生剪切力。 
    我們知道,當剪速度(D)一定時,剪切力(τ)是和粘度(η)成比例的,即:τ=Dη 
    可見粘度高,剪切力大,對于研磨是有利的,但研磨設備的電機的負荷能力決定了體系的η最高值,因此粘度不能太高。 
    潤濕的靠撞擊力分散顏料時希望要低粘度介質(漆料),而研磨時需要高粘度;為了充分利用分散設備,則希望每批分散顏料的量大。如何平衡這三種要求呢?根據門尼公式,在體系中盡量多加顏料少加聚合物,是一個三全其美的辦法。

3穩定 
    顏料分散以后,仍有相互聚集的傾向,即絮凝傾向,為此需要將已分散的粒子穩定起來,也就是保護起來,否則,由于絮凝可引起遮蓋力、著色力等下降,甚至聚結。要使顏料粒子穩定下來,主要可以通過兩種方式: 
    (1)電荷穩定使顏料表面帶電,即在表面形成雙電層,利用相反電荷的排斥力,使粒子保持穩定。加一些表面活性劑或無機分散劑,如多磷酸鹽及羥基胺等,可達到這一目的。 
    (2)立體保護作用立體保護作用又稱熵保護作用。顏料表面有一個吸附層,當吸附層達到一定厚度時(>8—9nm),它們相互之間的排斥力可以保護粒子不致聚集。如果體系中僅有溶劑,因為吸附層太薄,排斥力不夠,不能使粒子穩定。若在溶劑型漆中加一些長鏈的表面活性劑,表面活性劑的極性基吸附在顏料上,非極性一端向著漆料,可形成一個較厚的吸附層(8—9nm),但表面活性劑在顏料上只有一個吸附點,它很容易被溶劑分子頂替下來,如果加一些聚合物,聚合物吸附于顏料粒子表面,可形成厚達50nm的吸附層,而且聚合物有多個吸附點,可以此下彼上,不會脫離顏料,從而可很好地起保護作用。


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