1302188588813021885888閱讀次數: -次 發布時間：2019-12-03
顏料濃縮漿一直是生產彩色涂料的一種新的且靈活的方式。特別是在水性用途上，這些濃縮漿必須適用于各種不同的漆基技術。正因為如此，濃縮漿配方通常是不含漆基、具有廣泛的相容性。此外，對于儲存穩定性方面的要求，顏色強度和性價比非常高。這些要求直接稱為添加劑技術。預期添加劑具有優異的黏度降低性能，這是為了實現高顏料添加量和經濟的研磨效果。必須能長時間穩定黏度和開發出大的顏色強度，以避免任何昂貴的顏料未得到充分利用。對于裝飾性涂料，氧化鐵是重要的顏料類別。氧化鐵的困難在于其形狀而不是顏料的潤濕。氧化鐵黃傾向于得到膨脹的流變體，當在分配機上進行自動定量給料時它會是一種災難。另一方面，氧化鐵紅隨時間延長會增加顏料濃縮漿的黏度。
本文介紹能用于水性、不含漆基的氧化鐵顏料濃縮漿中的不同結構的潤濕分散添加劑。顏料濃縮漿的穩定性和潤濕將會通過黏度降低、存儲穩定性和顏色性能反映出來。ζ電位用于表征潤濕性和分散效率。配制氧化鐵顏料的導則將在后提供。
顏料濃縮漿技術
顏料分散是在制備有色涂料過程中重要一步。對于水性裝飾涂料，白色基礎涂料通常通過直接研磨得到，而顏色通過使用顏料濃縮漿定制。這些顏料濃縮漿通常不含漆基，與各種不同的基礎涂料具有較好的兼容性。氧化鐵是裝飾性涂料用第二大顏料組合，第一大是二氧化鈦顏料。大量的顏料濃縮漿都是用氧化鐵紅和鐵黃生產的。這些都是用于室內著色以及在銷售點大的調色機上著色。
生產氧化鐵顏料濃縮漿的目的是實現大的顏料添加量以減少生產工作。大的挑戰是在液相中顏料的穩定，從而取得好的長期穩定性而不會沉降。不添加合適的潤濕和分散添加劑，顏料的分散和穩定是幾乎不可能的。氧化鐵具有非常高的密度，因此，在高的顏料添加量時能獲得好的穩定性是很困難的。這是一項艱巨的任務，但它有利于獲得具有低黏度和自由流動的顏料濃縮漿。
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步驟一：顏料潤濕
顏料分散可以細分成三個連續步驟：潤濕、分散和穩定。分散過程的第一步是用液體潤濕顏料。顏料的正確潤濕是其能均勻地分布在液體中必不可少的步驟。截留在顏料中的空氣必須除去，顏料粒子必須被液體介質完全包裹1。例如楊氏公式（公式1）所描述的，顏料表面被液體潤濕，液體表面張力必須低于顏料的表面能1。具有較低表面張力的液體比具有較高表面張力的液體能更好的潤濕顏料。因此，促進潤濕的添加劑必須能大大降低液體的表面張力。
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第二步：顏料分散
現在，顏料已被潤濕，工藝的下一步是進行顏料分散。分散過程的目的是獲得非常小的顆粒尺寸并具有較大的表面積，導致高的著色強度和好的遮蓋力。添加劑降低了顏料顆粒之間的范德華相互作用力，反過來這也降低了研磨料的黏度2。這樣就能獲得高的顏料添加量。
在分散過程中，顏料附聚物被機械分解成原始粒子和小的聚集體。打破聚集體和附聚物需要能量。為了打破聚集體和增加表面積（dA），需要能量輸入（dW）（公式2）1。該能量與表面張力（Y）成正比。表面張力越小、表面積越大，就需要一定量的能量2。
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第三步：穩定
在分散過程中下一個步驟是顏料的穩定。固體顆粒的穩定是使所有固體顆粒分隔成一定距離，停止附聚、團聚和絮凝。在液體中的固體顆粒將四處移動并根據布朗運動相互碰撞。如果這些顆粒不能很好的穩定，他們會重新凝聚和絮凝在一起。為了實現顏料良好的穩定，顏料表面必須吸附潤濕和分散添加劑。因此，添加劑必須具有錨固基團以提高與顏料表面的親和力。對于氧化鐵顏料，添加劑必須具有親和基團，與顏料表面能夠建立氫鍵或偶極 - 偶極力。能夠很好地吸附在氧化鐵表面的合適的官能基團是羥基、羰基或羧基。
顏料的穩定化可以通過以下機理實現：
靜電穩定；
空間位阻穩定；
靜電空間位阻穩定；
結果表明，
使用各種氧化鐵顏料，
新型添加劑都有非常高水平的性能。
它在降低粘度的同時，
還具備優異的遮蓋力。
靜電穩定和ζ電位
靜電穩定和ζ電位
水性配方中重要的穩定因素是靜電斥力。理想的情況是吸附在顏料表面的潤濕和分散添加劑離解成陰離子和陽離子部分。陽離子抗衡離子在顏料顆粒形成移動的分散云團，這樣就會導致靜電雙電層的形成1。由于具有強大的雙電層，排斥力占主導地位，分散是穩定的。
靜電穩定可以通過ζ電位定量，ζ是分散體中剪切層的電位的量度。通過潤濕和分散添加劑，形成帶有負電荷的第一吸附層，但不是整個顏料粒子帶電來進行補償。具有漫射電荷分布的第二層形成，主要是抗衡離子。兩層就代表了靜電雙電層，稱為離子云3。
由于表面電位不能直接測定，要測定ζ電位。在這種情況下，對電場中粒子的遷移速度進行評價。當帶有靜電的粒子在電場移動時，它們會帶走一部分離子云。離子到顏料表面的距離越大，與顏料表面的相互作用越小。
