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珠光涂料的分散與放沉淀

放大字體  縮小字體 http://www.nxsn.cn  發布日期:2013-03-29  瀏覽次數:278
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分散

油漆性能好壞的關鍵是顏料要有良好的潤濕和分散,防止顏料聚集。潤濕的過程就是使潤濕助劑包裹顏料表面,使其與空氣和水分分開。這個過程可以通過斥電子或空間位阻機理來完成。

使用離子型表面活性劑,可以使陽離子或陰離子吸附到顏料表面,當極性化了的顏料粒子碰到一塊時,會互相排斥,從而使顏料分散系統穩定。

用來加強空間位阻的穩定劑應該是可以將其整結構附著在顏料表面,形成一個防止顏料片聚集的吸附層。這類穩定劑包括有聚合分散劑、非離子型表面活性劑和聚合樹脂。雖然有的時候,單獨使用聚合樹脂并不足以充分潤濕顏料,但它們可以與油漆系統中的樹脂交聯,將顏料片很好的包埋在油漆系統里,使得油漆的整個生命期有最佳的性能表現;谶@一點我們還是愿意選擇聚合樹脂。在油性系統里,大多選用空間位阻的潤濕機理;而在水性系統里,斥電子和空間位阻都會用到。

珠光顏料可以用普通的攪拌器分散,跟金屬粉相似。正確的攪拌方法應該是:將珠光粉加到一個正在用低剪切力、軸流式攪拌器攪拌著的載體中。顏料不可以一次全部倒入,應漸次倒入。當先加入的部分已充分潤濕時,即可繼續添加,直至全部潤濕。最后還要繼續攪拌15分鐘,使顏料得到更好的分散。

可以用軸向旋轉的齒型攪拌器(Cowles式)混合,顏料的用量應低于25%,速度應不超過2000ft/分。在攪拌過程中,攪拌漿的高度民主應作不同的改變,以防止在攪拌漿正下方的死角攪拌不勻。

除了以上的方法外,還可以先將顏料在相容的溶劑中潤濕,再將它加入到載體中去;或者是先將顏料加入到一部分載體中形成濃縮液,再將它與剩余的載體混合均勻。

為了避免顏料片碎裂,或金屬氧化物從云母片表層脫落,應盡量避免使用高剪切力的攪拌器,如球磨機等。通常,珠光顏料應在其他成分完全混合均勻以后再加入。

顏料的不完全分散會導致油漆顏色牢固度減低、流變性差、外觀有差異、性能差等毛病。油漆里的顏料分散可以直接的用顯微鏡來鑒定,或者是通過測定珠光顏料的沉降速度及沉淀體積來鑒定。

使用顯微鏡,可以直接的檢測顏料晶片是否聚集成團。通常油漆中顏料的濃度回提高,而妨礙我們準確的觀測其分散度,所以觀測前必須先在油漆中加入清漆或溶劑來降低顏料的濃度,但這樣做會改變油漆系統,使顏料X凝或分離,導致錯誤的結論。

用沉降法測定,則可以直接用待測油漆或經改性但不含流變改性劑的待測油漆來測定。靜置幾天之后,慢沉降或不完全沉降以及最少的沉降體積均表示良好的分散程度。鑒定時還應考慮到包裝的軟硬度,因其與再分散有關。

放沉淀

正如其他無機顏料一樣,珠光顏料因其比重大于載體的比重,故此會沉淀在包裝罐底。在存儲過程中,珠光顏料晶片會一個挨一個地平躺,緊密地排在一起,把晶片間的載體擠出去。因為顏料晶片都有光滑的表面,所以它們可以很緊密的接觸及貼合,很難再次分散。

人們都不希望在油漆成品中出現顏料沉淀現象,那樣會導致顏色遷移、顏色牢固度差及品質差。

有兩個方法可以減少顏料在油漆系統中的沉淀:

1. 如前所述,通過良好的潤濕和分散來防止顏料聚集;

2. 使顏料很好的懸浮在載體中。

載體中的懸浮力

良好的懸浮就是讓顏料晶片獨立在載體中,提供更多的阻力防止顏料沉淀。

提高油漆的粘度無疑是最容易的一個防沉方法。不過粘度受應用工藝要求的限制,可調整的范圍不大,而且提高粘度對長期儲存在硬包裝里的油漆的防沉作用不大。

另一個防沉方法是在載體中假如一些特殊助劑(防沉劑或觸變膠),如煙硅膠或有機粘土等,在體系中建立一個三維結構網,通過氫鍵做骨架連結載體、顏料及助劑本身,增加顏料和載體之間的締合作用,減低沉淀傾向。另外,黏土或硅膠粒子還會在顏料晶片之間形成一個栔形結構,從而組織晶片與晶片之間形成緊密的聚集,這樣,顏料就會很快又很容易被分散在載體中。

以上助劑的功效如何取決于溶劑和樹脂的類型。不同的系統可選用不同的助劑。通常在潤濕分散步驟就應加入這些助劑,以達到最佳效果。但是某些黏土和硅膠需要經過高剪力或加熱處理,那就必須先進行這個預研磨操作,再加到珠光顏料中去。請一定要嚴格按產品說明書來進行操作。

使用過量的硅膠或黏土會減低油漆的透明度。如果是用在面漆的話,還會降低DOI(影像清晰度)和光澤度。特別是這些助劑沒有正確分散好的話,這種負面影響就更突出了。它們還會減弱涂層的防潮性,所以應通過試驗來決定其使用量,盡量控制在最小用量范圍內。

可以將防沉劑與聚合劑結合使用。聚合分散劑與顏料表面偶聯,而防沉劑提供氫鍵做骨架,分散劑的分子結構比顏料有更多的位置與氫鍵結合,增強了顏料的防沉能力。

另一類型的助劑通過范德華力與載體相互作用而形成三維膠體結構來取代氫鍵。這類助劑就是經過特殊有機處理的超細碳酸鈣。典型的產品有Lubrizol公司的Ircogel905,使用Ircogel905有一個好處就是可以在油漆生產過程中任何一個步驟加入此助劑。

在高固含量的OEM油漆里Ircogel905與硅膠結合使用,對珠光顏料有特別好的防沉作用。因為硅膠與Ircogel905形成了相互作用力、氫鍵和范德華力,它們各自起左右,有相互相承,從而得到很好的防沉效果。

 
關鍵詞: 珠光涂料
 
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