巨發(fā)·技術(shù)知識(shí) | 用于涂料的[金屬氧化物混相顏料]分散的方法
分類:技術(shù)文檔 來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-03-31
金屬氧化物混相顏料是以各種金屬氧化物或金屬鹽類化合物為主要原材料經(jīng)高溫固相化學(xué)合成的干粉狀無(wú)機(jī)著色顏料,包括鈦鉻棕、鈦鎳黃、鈷藍(lán)、鈷綠、鐵鉻黑、錳鐵黑、銅鉻黑、鋅鐵黃、鐵鋅鉻棕及鉍黃等。
金屬氧化物混相顏料是專業(yè)名稱,在國(guó)際上,還常稱呼為復(fù)合無(wú)機(jī)顏料、MMO顏料(Mixed Metal Oxide Pigment)、CICP(Complex Inorganic Color Pigment)等,涂料用途方面,主要用于耐溫油漆、涂料、氟碳涂料等行業(yè)。
金屬氧化物混相顏料用于涂料的分散有三個(gè)過(guò)程:潤(rùn)濕、分散和穩(wěn)定。
1潤(rùn)濕
顏料表面的水分、空氣被溶劑(漆料)所置換稱為潤(rùn)濕。溶劑型漆的潤(rùn)濕問(wèn)題不大,因?yàn)槿軇ㄆ崃希┍砻鎻埩σ话憧偸堑陀陬伭系谋砻鎻埩Φ?。但是?rùn)濕要有一個(gè)過(guò)程,特別是因?yàn)轭伭鲜且粋€(gè)聚集體,溶劑需要流入顏料的空隙。當(dāng)溶劑粘度低時(shí),潤(rùn)濕的速度可以很快。要注意加顏料和溶劑的順序,要先加溶劑后加顏料。在水性漆中,由于水的表面張力較高,對(duì)于無(wú)機(jī)顏料的潤(rùn)濕便有困難,需要加潤(rùn)濕劑以降低水的表面張力。
2研磨與分散
在顏料的制備過(guò)程中,顏料的顆粒大小是按規(guī)定要求控制的,但因?yàn)榱W娱g的范德華力,顏料的微細(xì)粒子會(huì)相互聚集起來(lái),成為聚集體,因此需將它們重新分散開(kāi)來(lái),這便需要剪切力或撞擊力。涂料的研磨主要是產(chǎn)生剪切力。
我們知道,當(dāng)剪速度(D)一定時(shí),剪切力(τ)是和粘度(η)成比例的,即:τ=Dη
可見(jiàn)粘度高,剪切力大,對(duì)于研磨是有利的,但研磨設(shè)備的電機(jī)的負(fù)荷能力決定了體系的η最高值,因此粘度不能太高。
潤(rùn)濕的靠撞擊力分散顏料時(shí)希望要低粘度介質(zhì)(漆料),而研磨時(shí)需要高粘度;為了充分利用分散設(shè)備,則希望每批分散顏料的量大。如何平衡這三種要求呢?根據(jù)門(mén)尼公式,在體系中盡量多加顏料少加聚合物,是一個(gè)三全其美的辦法。
3穩(wěn)定
顏料分散以后,仍有相互聚集的傾向,即絮凝傾向,為此需要將已分散的粒子穩(wěn)定起來(lái),也就是保護(hù)起來(lái),否則,由于絮凝可引起遮蓋力、著色力等下降,甚至聚結(jié)。
要使顏料粒子穩(wěn)定下來(lái),主要可以通過(guò)兩種方式:
(1)電荷穩(wěn)定使顏料表面帶電,即在表面形成雙電層,利用相反電荷的排斥力,使粒子保持穩(wěn)定。加一些表面活性劑或無(wú)機(jī)分散劑,如多磷酸鹽及羥基胺等,可達(dá)到這一目的。
2)立體保護(hù)作用立體保護(hù)作用又稱熵保護(hù)作用。顏料表面有一個(gè)吸附層,當(dāng)吸附層達(dá)到一定厚度時(shí)(>8—9nm),它們相互之間的排斥力可以保護(hù)粒子不致聚集。如果體系中僅有溶劑,因?yàn)槲綄犹。懦饬Σ粔?,不能使粒子穩(wěn)定。若在溶劑型漆中加一些長(zhǎng)鏈的表面活性劑,表面活性劑的極性基吸附在顏料上,非極性一端向著漆料,可形成一個(gè)較厚的吸附層(8—9nm),但表面活性劑在顏料上只有一個(gè)吸附點(diǎn),它很容易被溶劑分子頂替下來(lái),如果加一些聚合物,聚合物吸附于顏料粒子表面,可形成厚達(dá)50nm的吸附層,而且聚合物有多個(gè)吸附點(diǎn),可以此下彼上,不會(huì)脫離顏料,從而可很好地起保護(hù)作用。
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