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用于涂料的【彩色混相无机颜料】分散的方法

发表人:admin发表时间:2012-02-16


王文强(湖南巨发科技有限公司,411100)
    彩色混相无机颜料由多种金属氧化物经高温固相反应而生成,是一种具有环保无毒的耐高温无机颜料,学术上称之为金属氧化物混相颜料,在国际上,常称呼为复合无机颜料、MMO颜料(Mixed Metal Oxide Pigment)、CICP(Complex Inorganic Color Pigment)等,主要用于耐温油漆、涂料、氟碳涂料等行业。
    彩色混相无机颜料用于涂料的分散有三个过程:润湿、分散和稳定。


1润湿 
    颜料表面的水分、空气被溶剂(漆料)所置换称为润湿。溶剂型漆的润湿问题不大,因为溶剂(漆料)表面张力一般总是低于颜料的表面张力的。但是润湿要有一个过程,特别是因为颜料是一个聚集体,溶剂需要流入颜料的空隙。当溶剂粘度低时,润湿的速度可以很快。要注意加颜料和溶剂的顺序,要先加溶剂后加颜料。在水性漆中,由于水的表面张力较高,对于无机颜料的润湿便有困难,需要加润湿剂以降低水的表面张力。

2研磨与分散 
    在颜料的制备过程中,颜料的颗粒大小是按规定要求控制的,但因为粒子间的范德华力,颜料的微细粒子会相互聚集起来,成为聚集体,因此需将它们重新分散开来,这便需要剪切力或撞击力。涂料的研磨主要是产生剪切力。 
    我们知道,当剪速度(D)一定时,剪切力(τ)是和粘度(η)成比例的,即:τ=Dη 
    可见粘度高,剪切力大,对于研磨是有利的,但研磨设备的电机的负荷能力决定了体系的η最高值,因此粘度不能太高。 
    润湿的靠撞击力分散颜料时希望要低粘度介质(漆料),而研磨时需要高粘度;为了充分利用分散设备,则希望每批分散颜料的量大。如何平衡这三种要求呢?根据门尼公式,在体系中尽量多加颜料少加聚合物,是一个三全其美的办法。

3稳定 
    颜料分散以后,仍有相互聚集的倾向,即絮凝倾向,为此需要将已分散的粒子稳定起来,也就是保护起来,否则,由于絮凝可引起遮盖力、着色力等下降,甚至聚结。要使颜料粒子稳定下来,主要可以通过两种方式: 
    (1)电荷稳定使颜料表面带电,即在表面形成双电层,利用相反电荷的排斥力,使粒子保持稳定。加一些表面活性剂或无机分散剂,如多磷酸盐及羟基胺等,可达到这一目的。 
    (2)立体保护作用立体保护作用又称熵保护作用。颜料表面有一个吸附层,当吸附层达到一定厚度时(>8—9nm),它们相互之间的排斥力可以保护粒子不致聚集。如果体系中仅有溶剂,因为吸附层太薄,排斥力不够,不能使粒子稳定。若在溶剂型漆中加一些长链的表面活性剂,表面活性剂的极性基吸附在颜料上,非极性一端向着漆料,可形成一个较厚的吸附层(8—9nm),但表面活性剂在颜料上只有一个吸附点,它很容易被溶剂分子顶替下来,如果加一些聚合物,聚合物吸附于颜料粒子表面,可形成厚达50nm的吸附层,而且聚合物有多个吸附点,可以此下彼上,不会脱离颜料,从而可很好地起保护作用。


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