潤(rùn)濕分散劑在涂料生產(chǎn)中的作用和重要性
潤(rùn)濕分散劑在涂料生產(chǎn)中的重要性
在涂料油漆的生產(chǎn)中,顏料的均勻分布至關(guān)重要。使用潤(rùn)濕分散劑能夠有效改善顏料的分散過(guò)程,從而提高涂料的整體性能。本文將探討潤(rùn)濕分散劑的重要性、顏料的分散過(guò)程以及如何優(yōu)化這一過(guò)程。
1. 為什么要使用潤(rùn)濕分散劑?
在涂料生產(chǎn)中,固體顏料在液相基料中的均勻分布是關(guān)鍵步驟。如果顏料研磨過(guò)程未得到優(yōu)化,可能會(huì)導(dǎo)致以下缺陷:
- 絮凝:顏料顆粒聚集,形成較大顆粒,影響涂料的均勻性。
- 光澤降低:涂料表面光澤度下降。
- 顏色偏移:顏色不均勻或偏差。
- 貝納德漩渦:液體流動(dòng)不均勻,導(dǎo)致表面缺陷。
- 沉降:顏料沉淀在底部,無(wú)法均勻分布。
此外,涂料體系的流動(dòng)特性也會(huì)受到負(fù)面影響,如流掛和流平能力下降。
2. 顏料的分散
顏料通常以干粉形式存在,其實(shí)是由多個(gè)顏料顆粒組成的附聚體。附聚體內(nèi)部存在空氣和潮氣,顆粒之間的相互作用力較小,易于被常規(guī)分散設(shè)備克服。在分散過(guò)程中,附聚體會(huì)在機(jī)械力作用下破裂,理想情況下形成原始顆粒。在這一過(guò)程中,能量被輸入涂料體系,從而形成了較小的顆粒,它們與樹(shù)脂溶液則有了較大的界面。然而,顏料會(huì)嘗試恢復(fù)到低能量狀態(tài),聚集形成較大的結(jié)構(gòu),即絮凝,導(dǎo)致顏色強(qiáng)度降低和流變性質(zhì)變化。
3. 分散過(guò)程
顏料分散可分為三個(gè)主要步驟:
-
潤(rùn)濕:基料溶液取代附聚體中的空氣和潮氣,基料溶液潤(rùn)濕顏料顆粒,從而令固/氣界面(顏料/空氣)轉(zhuǎn)變?yōu)楣?液界面(顏料/基料溶液)。要達(dá)成這一狀態(tài),基料溶液就必須滲透到附聚體中的空間間隙中去。然而,這一過(guò)程的效率受到多個(gè)因素的影響,如液相的表面張力和接觸角。
-
分散:通過(guò)機(jī)械能(撞擊力和剪切力),顏料附聚體被破壞,顏料的粒徑隨之減小。這一步是真正的顏料附聚體的分散過(guò)程中,重要的是機(jī)械力必須足夠大才能打開(kāi)附聚體,同時(shí),作用于附聚體的機(jī)械力還必須持續(xù)足夠長(zhǎng)時(shí)間。(其實(shí)在這里分散劑并不起作用,盡管其名稱(chēng)叫作“分散”助劑。)
-
穩(wěn)定:在這一步,如果附聚體被最大程度地打開(kāi),分散體必須保持穩(wěn)定,以防止不受控制的絮凝。潤(rùn)濕分散劑可以幫助單個(gè)顏料顆粒保持距離,并穩(wěn)定這個(gè)狀態(tài),避免聚集,從而有效地抑制絮凝。
4. 潤(rùn)濕助劑
潤(rùn)濕助劑能夠加速基料對(duì)顏料附聚體的潤(rùn)濕,其特性包括極性和非極性結(jié)構(gòu)的結(jié)合,能夠在界面上發(fā)揮作用。潤(rùn)濕助劑的選擇可以顯著影響顏料的潤(rùn)濕效率,從而提升涂料的質(zhì)量。
潤(rùn)濕助劑可定義為用來(lái)降低顏料與基料溶液之間的接觸角,從而加快液體進(jìn)入附聚體結(jié)構(gòu)中的滲透速度的物質(zhì)。這類(lèi)物質(zhì)的特點(diǎn)是它們的表面活性劑結(jié)構(gòu):極性、親水結(jié)構(gòu)部分和非極性、疏水結(jié)構(gòu)部分結(jié)合在同一分子內(nèi)。由于這樣的結(jié)構(gòu),這類(lèi)化合物是具有界面活性的,就是說(shuō),潤(rùn)濕助劑會(huì)遷移到顏料/基料溶液的界面上。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看,潤(rùn)濕助劑可分為離子型和非離子型—根據(jù)其中的極性部分如何結(jié)合在分子中。非極性的部分以碳?xì)滏湠榈湫偷慕Y(jié)構(gòu)。
5. 分散助劑
研磨后的顏料需要分散助劑來(lái)穩(wěn)定分散狀態(tài),防止絮凝。絮凝是由于顆粒之間的吸引力引起的,為了保持系統(tǒng)穩(wěn)定,必須在顆粒之間產(chǎn)生排斥力。分散劑能夠在顏料表面吸附,形成相當(dāng)大的排斥力,這使顆粒之間保持距離,降低不受控制的絮凝的傾向,進(jìn)而提高涂料的光澤、顏色強(qiáng)度和透明度。
結(jié)論
潤(rùn)濕分散劑在涂料生產(chǎn)中扮演著不可或缺的角色。通過(guò)優(yōu)化顏料的潤(rùn)濕、分散和穩(wěn)定過(guò)程,可以顯著提升涂料的性能,防止絮凝現(xiàn)象。為實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)涂料的生產(chǎn),確保所有顏料處于良好的解絮凝狀態(tài)是至關(guān)重要的。
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