2025年颜填料分散机理的探讨及新的分散方法.pdfVIP

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

颜填料分散机理的探讨及新的分散方法

颜料分散是涂料生产中的紧要环节,是一个多而杂且耗费的过程。

可重复生产、高色强度、贮存稳定是对颜料分散的基本要求,同时低能

耗、低耗时也是现代工艺设计的紧要要求。依据这个思想,通过对比现

阶段大量使用的分散方法和设备,以及对分散机理的探讨,并结合相关学

科的讨论成果,探究了一些新的分散方法。

1传统分散方法和设备

颜料的分散和稳定,对涂料的最后性能和贮存稳定起侧紧要的作用。

由于颜料和树脂体系的多样性,选择合适的分散工艺是一项多而杂的工

作。传统分散过程的影响因素可以归结为三个变量:颜料、分散剂和分

散设备。正确选择这三个变量可以得到一个好的颜料分散体。

对应颜料润湿的难易程度,把为分散而消耗的能量定义为分散能,

也就是说对于难润湿的颜料,只有分散设备能供给必要的分散能时,才能

使它们完全呈现其颜色和色强度。依照所供给分散能的高处与低处,分

散设备排序如下:搅拌机振荡磨砂磨球磨三辊磨。在充足颜料对分散能

的要求的前提下,分散设备设计的趋势是尽可能地提高产率,同时减小占

地空间和降低能耗。

目前大批量涂料生产中应用最多的是砂磨机,分为立式和卧式。砂

磨机的工作原理是利用高黏度泵,将预搅拌好的物料输送入研磨缸,研磨

缸内充分研磨介质,可以是玻璃珠、氧化锆珠、钢珠等。通过叶片的高

速旋转,给与研磨介质充足的动能,对物料施加剪切力和冲击力,实现对

颜料的分散。其特点是效率高产量大,可连续生产,操作简单。对于一些

难润湿的颜料,特别是小批量的生产,三辊磨是不错的选择。

三辊磨通过水平的3根辊筒的表面相互挤压及不同速度的摩擦而

达到研磨效果。特别适用于高黏度的物料及砂磨机难循环的物料。除了

这些常规的分散设备,在纳米材料的分散中,常用到超声分散机。在颜料

预分散体的制备中,捏合机和双辊机被广泛适用。

1/5

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

分散助剂的大量使用和不断改进,推动了分散效率的大幅度提高。

同时也推动了分散过程的基础理论讨论。分散剂从蓖麻油衍生物,到低

相对分子质量的表面活性剂,现在被称为传统分散剂,进展到高相对分子

质量的超分散剂。而且超分散剂的分子设计和合成技术也在不断改进。

近年来,通过可控游离基聚合技术,合成了具有更窄相对分子质量

分布和更合理的分子链构造的新型分散剂,取得了特别好的分散效果。

选择一种合适的分散剂,不仅可以大大缩短研磨时间,提高研磨效率,还

可以降低色浆黏度,提高色强度。

对颜料进行表面处理,以改善颜料的润湿性能也是一个紧要讨论方

向。如用偶联剂对无机颜料进行表面处理,对有机颜料用超分散剂进行

处理,用乳液聚合的方法,将颜料粒子装进微胶囊中,都能大大提高颜料

的润湿分散性能。

近几年各大颜料供应商推出的颜料预分散体,称为色片或者色砂,

应当说是一个重点改进。油墨生产中的挤水颜料,也是对传统分散方法

的革命性进步。颜料预分散体和挤水颜料都可以在颜料滤饼的基础上加

工而成,削减了颜料干燥粉碎的过程,大大降低了能耗。在颜料使用过程

中,避开了粉尘污染,提高了生产效率。还可以使得涂料、油墨产品的批

次稳定性大大提高。

2分散过程机理探讨

供应形式的颜料都处于团聚状态,依靠分散设备施加的机械能破坏

原生颗粒之间的内附着力,原生颗粒被分散。一旦被分散,原生颗粒就有

重新团聚的趋势,这一过程称作絮凝。从结构观点看,絮凝特别仿佛于团

聚,只不过是用树脂溶液代替空气填充