質(zhì)量為本·服務(wù)客戶(hù)
致力于表面活性劑在紡織、印染、化纖、染料等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用
質(zhì)量為本·服務(wù)客戶(hù)
致力于表面活性劑在紡織、印染、化纖、染料等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用
與染料不同，顏料通常不溶于所使用的介質(zhì)，大多數(shù)情況下都是以聚集體的方式存在。要得到好的著色力、遮蓋力及色度等，必須將顏料的聚集體打開(kāi)并保持穩(wěn)定。如果顏料沒(méi)有分散好，許多缺陷就有可能發(fā)生，如：絮凝、失光、顏色偏移、浮色/發(fā)花、沉淀等。本文重點(diǎn)介紹顏料分散過(guò)程中會(huì)遇到的問(wèn)題，以及分散劑在顏料分散時(shí)所起的作用。
顏料分散過(guò)程
顏料的分散過(guò)程由潤(rùn)濕、分散、穩(wěn)定3個(gè)步驟組成。
潤(rùn)濕：潤(rùn)濕過(guò)程中顏料表面的的空氣和水氣被樹(shù)脂溶液所替換，顏料/空氣被轉(zhuǎn)換成顏料/樹(shù)脂溶液。分散劑尤其是低分子型的潤(rùn)濕分散劑能加快潤(rùn)濕的過(guò)程。
分散：分散過(guò)程中，主要依靠沖擊和剪切力，顏料的團(tuán)聚態(tài)被打碎成較小的微粒，成為分散狀態(tài)（均勻布）。
穩(wěn)定：穩(wěn)定的過(guò)程，分散劑用于保持顏料分散狀態(tài)的穩(wěn)定，阻止失控的凝，并依據(jù)顏料表面所吸附的黏結(jié)劑種類(lèi)和分子結(jié)構(gòu)，促使懸浮液獲得穩(wěn)定狀態(tài)。分散劑尤其是高分子分散劑對(duì)顏料粒子的穩(wěn)定起了很大的作用。
使用分散劑好處
分散劑在涂料生產(chǎn)中發(fā)揮了非常重要的作用。分散體系的穩(wěn)定能避免諸多的涂料問(wèn)題及漆膜弊病，如果配方合理，適量地添加分散劑能夠有效降低成本，改善涂料性能。
1、提升光澤，增加流平效果
有試驗(yàn)表明，完全相同的配方，采用不同的分散劑，得出的漆膜光澤會(huì)有明顯的差別。例如，在黑色卷材涂料體系中，不同的3種分散劑制得的涂料涂膜的20°光澤分別是69.7%、81.5%、77.1%。如果所采用的分散劑不恰當(dāng)，顏色絮凝后變粗，其對(duì)光澤所起的作用類(lèi)似于消光粉，自然會(huì)影響光澤。
2、防止浮色發(fā)花
防止浮色發(fā)花，是大家所熟知的分散劑的作用之一。要防止浮色發(fā)花，應(yīng)該選用合適的分散劑，無(wú)論是罐內(nèi)浮色發(fā)花還是漆膜的浮色發(fā)花，都可以得到改善或消除。還有些分散劑，例如SN-2004，是受控絮凝類(lèi)的分散劑，分子鏈中含有一些羧基基團(tuán)，與顏料親和的同時(shí)，還會(huì)互相形成氫鍵，從而使顏料粒子穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)防浮色發(fā)花的效果。
3、提高著色力
顏料分散和穩(wěn)定得更好，其著色力會(huì)明顯加強(qiáng)。
4、降低粘度，增加顏料載入量
采用合適的分散劑，所得的色漿黏度會(huì)明顯降低。這樣可以增加顏料的載入量，提高生產(chǎn)效率。
5、減少絮凝，增加施工性和使用性
許多人在評(píng)估分散劑時(shí)，都會(huì)做指研試驗(yàn)。如果分散劑搭配不恰當(dāng)，指研的區(qū)域與未指研的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生明顯的色差，絮凝后的顏料著色力會(huì)下降，這給調(diào)色及涂料施工都帶來(lái)困難。采用流板試驗(yàn)，也能觀察到色漿的絮凝與否。
6、防止返粗，增加貯存穩(wěn)定性
如果選用不合適的分散劑，色漿發(fā)生返粗或因絮凝而產(chǎn)生顏色的變化，都不是大家所希望的。除樹(shù)脂體系外，分散劑是影響涂料貯存穩(wěn)定性的重要因素。分散不佳的色漿會(huì)發(fā)生返粗、沉降及著色力下降。
7、增加展色性和顏色飽和度
分散劑的這個(gè)作用最易為大家所忽略。有實(shí)例表明，采用不同的分散劑分散相同的顏料，其色相及飽和度會(huì)有明顯差別。通常來(lái)說(shuō)，分散得越好，飽和度會(huì)越高（如果是碳黑，則是分散得越好，L值越低，黑度越高）。
8、增加透明度或遮蓋力
對(duì)于鋁粉漆來(lái)說(shuō)，會(huì)希望色漿的透明性越高越好。而針對(duì)素色漆，又希望色漿的遮蓋力越高越好。其實(shí)這與顏料粒徑有關(guān)。有資料顯示，除折射率外，顏料粒徑分布是透明度的另一重要因素。粒徑增加，散射光線(xiàn)能力增強(qiáng)，直到最大值，然后開(kāi)始下降。這種散射光線(xiàn)的能力增強(qiáng)了顏料的遮蓋力，散射能力最強(qiáng)時(shí)達(dá)到最大，粒徑繼續(xù)增加遮蓋力則會(huì)下降。而當(dāng)顏料粒徑低于某個(gè)值時(shí)，隨著粒徑的下降，透明度會(huì)增加。分散劑不能改變顏料本身的特性，但能控制顏料粒徑分布，達(dá)到更理想的顏色效果。
9、提高研磨效率，降低生產(chǎn)成本
潤(rùn)濕分散劑的潤(rùn)濕功能使顏料表面的空氣和水能更快速地被研磨介質(zhì)的液體所取代，同時(shí)使分散階段所取得的顏料初級(jí)粒子的分離得以保持和控制。這些都提高了研磨效率，降低了能耗和人力成本。
10、防止沉降
許多人想當(dāng)然地認(rèn)為防沉必須依靠防沉劑，其實(shí)這是片面的。研磨好的色漿如果產(chǎn)生絮凝，顏料粒子變大，密度增加，就會(huì)很快沉降。選用了合適分散劑的色漿可以少加甚至不需要添加防沉劑。筆者曾經(jīng)做過(guò)70%的鈦白粉無(wú)樹(shù)脂色漿，其黏度很低（91.1mPa·s，剪切速率為10s-1），未加入任何防沉劑，經(jīng)過(guò)15d的熱貯存（40℃）及室溫放置3個(gè)月，均無(wú)任何沉淀產(chǎn)生。分散劑的防沉作用顯然對(duì)涂料的貯存穩(wěn)定性也有幫助。
結(jié)語(yǔ)
要使顏填料在涂料體系中完全發(fā)揮作用，分散劑的應(yīng)用與合理選擇是必須的。而在分散顏料之前，又必須對(duì)顏料及分散劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解。很多涂料技術(shù)人員或管理人員會(huì)認(rèn)為，添加分散劑會(huì)增加成本，但其實(shí)不然。穩(wěn)定的顏填料漿體系，能避免很多后續(xù)的問(wèn)題。從綜合的結(jié)果來(lái)看，合理地篩選分散劑并添加合適的量，是可以節(jié)省成本，并大幅度提升涂料的性能的。
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