涂料体系中颜料发生絮凝的原因有哪些?哪些颜料更容易发生絮凝?
分类:技术文档 来源: 发布时间:2023-04-06
颜料的凝结在实际应用中会导致颜料颜色特性的发生改变,如着色力、光泽度、透明度下降等,配方师可以通过改变颜料的表面特性和选择正确的涂料粘结剂来防止颜料的絮凝。絮凝是指单个颜料颗粒不丢失表面粘结剂,但颜料颗粒松散地聚集在一起,只要施加很低的剪切力就可以打开。当我们选择涂料用颜料时,我们需要在使用颜料之前分散颜料,分散的目的是在颜料表面包裹足量的显色剂或树脂,避免颜料颗粒之间相互接触。涂料体系中常用的颜料主要分为有机颜料和无机颜料。
为了避免涂料体系中颜料发生絮凝,我们需要关注以下因素对絮凝造成的影响:
黏度:在低黏度条件下,颜料粒子较易移动。所以降低涂料体系的黏度将使絮凝团变小,絮凝速度下降。温度:温度对黏度的影响是显而易见的。温度的升高会引起黏度的下降。从而间接地减少了絮凝。
闪蒸时间(晾干时间,湿碰湿二道涂层喷涂施工间隔时间,或在进入烘炉之前让大量溶剂蒸发所需时间):闪蒸时间过长也会引起颜料的大量絮凝。
二氧化钛:表面没有经过包覆的二氧化钛表现出极大的絮凝倾向。颜料粒子的大小和颜料粒子的粒径分布:颜料小颗粒在涂料体系中活动较为活跃,相互碰撞的可能性就大,引起絮凝的可能性也随之加大。但这也不是绝对的。如果颜料粒径非常的小,就会导致整个体系的黏度上升。降低颜料粒子的移动,不易引起絮凝。
颜料浓度:增加颜料浓度将引起体系的黏度上升,减少了絮凝的倾向。
黏结料:小的黏结料分子较易被颜料表面所吸附,但由于它的体积小,所产生的颜料粒子间的空间位阻也小,较易引起颜料絮凝。同时,黏结料的化学结构也与颜料絮凝有关。
溶剂:选择合适的良溶剂会使黏结料聚合物分子充分伸展,增加了颜料粒子间的相互排斥作用。防止颜料絮凝。不良溶剂收缩黏结料聚合物分子呈团状,降低了颜料粒子间的空间位阻,对颜料絮凝的发生起促进作用。
此外,选择合适的涂料用颜料,能大大降低絮凝现象的发生。一般来说,小粒径、比表面积大的有机颜料,比大多数大粒径比表面积小的无机颜料更容易絮凝,如酞菁蓝、甲苯胺红和炭黑就是容易絮凝的颜料。小粒径的颜料粒子移动较快,与相邻的粒子碰撞的频率高,有更多的机会在其所在的环境中,找到能量低、对颜料亲和力大的界面。展色剂、润湿剂或其他材料都可能是这样的表面。颜料按亲和力的不同,在体系中吸附或富集在相界面上。分散良好的颜料处于解絮凝状态,有良好的流动流平性、抗流挂性和抗沉降性。颜料保护不够,会出现颜料亲合絮凝。同一种颜料的絮凝导致颜料粒子的运动性变差,其粒径因絮凝而加大,大粒子的运动相对较慢,容易沉淀在底层而分离出来。颜料分散后,如颜料粒子表面吸附的薄层润湿分散剂或树脂,因吸附层过薄,嫡斥力不够,因某种原因(如冻融、加人电解质)解吸或压缩吸附层,吸附层脱落,导致颜料粒子相接触,减少表面积,恢复低能态,降低体系能量,发生亲合絮凝。产生絮凝体,会降低着色强度、光泽,改变流变性,增大触变性。
颜料是否包覆:表面没有经过包覆的颜料,将表现出极大的絮凝倾向。
颜料粒子的大小和颜料粒子的粒径分布:颜料小颗粒在涂料体系中活动较为活跃,相互碰撞的可能性就大,引起絮凝的可能性也随之加大。但这也不是绝对的。如果颜料粒径非常的小,就会导致整个体系的黏度上升。降低颜料粒子的移动,不易引起絮凝。
因为涂料中絮凝的发生并不仅仅和颜料有关,还与涂料体系中的粘结料和溶剂都有着很大的关系,我们不可能找到一种在任何涂料体系中都能表现出最佳抗絮凝性能的颜料品种,因此涂料工作者要针对不同的涂料系统,通过实验来得出最佳的配方组合。
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