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巨发·技术知识 | 用于涂料的[金属氧化物混相颜料]分散的方法

发表人:jufapigment发表时间:2020-05-25


      金属氧化物混相颜料是以各种金属氧化物或金属盐类化合物为主要原材料经高温固相化学合成的干粉状无机着色颜料,包括钛铬棕、钛镍黄、钴蓝、钴绿、铁铬黑、锰铁黑、铜铬黑、锌铁黄、铁锌铬棕及铋黄等。

      金属氧化物混相颜料是专业名称,在国际上,还常称呼为复合无机颜料、MMO颜料(Mixed Metal Oxide Pigment)、CICP(Complex Inorganic Color Pigment)等,涂料用途方面,主要用于耐温油漆、涂料、氟碳涂料等行业。




    金属氧化物混相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(>89nm),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(89nm),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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