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涂料理论—谈谈色漆中颜料的润湿分散、研磨和稳定


       涂料的制备过程主要包括配料、预分散、研磨分散、调和、调色(配色)、过滤包装等,其中颜料的分散是制备色漆的关键步骤,颜料分散的过程直接影响涂料的质量及生产效率。颜料在漆料中分散是一个复杂的操作,一般分为颜料润湿、研磨与分散、颜料稳定三个过程。实际上,颜料的浸湿、分散、稳定三个过程并不是截然分开的,经常是同时发生、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要达到的目的。

       一、颜料的润湿。

       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漆料溶液所浸湿。通常来讲,漆料的黏度越低,颜料的浸湿速度越快。对于溶剂型涂料,因漆料的表面张力一般小于颜料的表面张力,故颜料易于被浸湿;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,则颜料浸湿困难,需加润湿分散剂或再辅以其他合适的表面活性剂以加快对颜料的浸湿。如炔二醇表面活性剂具有优秀的动态润湿性,常在水性色浆研磨时与分散剂一起配合添加使用,可以有效增加水性浆料对颜料的润湿性和研磨效率。

       二、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。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。此过程通常在研磨条件下完成,其中研磨主要是靠剪切力。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并分散于漆料中。漆料的黏度越高、剪切力越大,越有利于研磨。适当适量的润湿分散剂在研磨时能提高研磨效率,加快颜料的解聚。

       三、颜料的稳定。

       颜料被分散后,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,造成质量事故。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。

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