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颜料的分散与色漆的制备 颜料的分散是制备色漆的关键步骤，颜料分散的优劣直接影响涂料的质量以及生产效率。 1、颜料的分散过程 颜料的分散有三个过程：润湿、分散和稳定。 ⑴润湿 颜料表面的水分、空气为溶剂（漆料）所置换称为润湿。溶剂型漆的润湿问题不大，因为溶剂（漆料）表面张力一般总是低于颜料的表面张力的。但是润湿要有一个过程，特别是因为颜料是一个聚集体，溶剂需要流入颜料的空隙。当溶剂粘度低时，润湿的速度可以很快。要注意加颜料和溶剂的顺序，要先加溶剂后加颜料。在水性漆中，由于水的表面张力较高，对于有机颜料的润湿便有困难，需要加润湿剂以降低水的表面张力。 ⑵研磨与分散 在颜料的制备过程中，颜料的颗粒大小是按规定要求控制的，但因为粒子间的范德华力，颜料的微细粒子会相互聚集起来，成为聚集体，因此需将它们重新分散开来，这便需要剪切力或撞击力。涂料中的研磨主要是剪切力。 在学习粘度时已经知道，当剪速度（D）一定时，剪切力（τ）是和粘度（η）成比例的，即：τ＝Dη 可见粘度高，剪切力大，对于研磨是有利的，但研磨设备的电机的负荷能力决定了体系的η最高值，因此粘度不能太高。 润湿的靠撞击力分散颜料时希望要低粘度介质（漆料），而研磨时需要高粘度；为了充分利用分散设备，则希望每批分散颜料的量大。如何平衡这三种要求呢？根据门尼公式，在体系中尽量多加颜料少加聚合物，是一个三全其美的办法。 ⑶稳定 颜料分散以后，仍有相互聚集的倾向，即絮凝倾向，为此需要将已分散的粒子稳定起来，也就是保护起来，否则，由于絮凝可引起遮盖力、着色力等下降，甚至聚结。要使颜料粒子稳定下来，主要可以通过两种方式： ①电荷稳定使颜料表面带电，即在表面形成双电层，利用相反电荷的排斥力，使粒子保持稳定。加一些表面活性剂或无机分散剂，如多磷酸盐及羟基胺等，可达到这一目的。 ②立体保护作用立体保护作用又称熵保护作用。颜料表面有一个吸附层，当吸附层达到一定厚度时（＞8—9nm），它们相互之间的排斥力可以保护粒子不致聚集。如果体系中仅有溶剂，因为吸附层太薄，排斥力不够，不能使粒子稳定。若在溶剂型漆中加一些长链的表面活性剂，表面活性剂的极性基吸附在颜料上，非极性一端向着漆料，可形成一个较厚的吸附层（8—9nm），但表面活性剂在颜料上只有一个吸附点，它很容易被溶剂分子顶替下来，如果加一些聚合物，聚合物吸附于颜料粒子表面，可形成厚达50nm的吸附层，而且聚合物有多个吸附点，可以此下彼上，不会脱离颜料，从而可很好地起保护作用。 2、分散体的稳定作用 一个稳定的颜料分散体，应该在存放时不致发生下列三种现象： ①颜料发生沉降； ②颜料发生过分的絮凝，以致损害流变性和漆膜的表观； ③由于颜料与介质间的物理或化学作用导致体系粘度增加。 ⑴颜料的沉降 Stokes公式υ＝2τ2（ρ1－ρ2）g/9η表述了球形粒子在液体介质中沉降的速度，式中υ为下落速度，τ为粒子半径，ρ1为粒子密度，ρ2为液体密度，η为液体粘度，g为重力加速度。尽管颜料的沉降并不完全符合这公式的要求，但可作为讨论的基础。从式中可以看出，υ随粒子半径的减少而降低，随粒子和介质的密度差减少而降低，也随粘度的升高而降低，因此要尽可能用粒子半径小、密度低的颜料及高粘度的介质来防止沉降。、 当颜料吸附有低分子量聚合物或表面活性剂时，粒子的直径会增大，不利于防沉降，但同时粒子的密度下降，可防止沉降，两者相比，前面一种效应可忽略。当用高分子量聚合物时，粒子吸附层更厚，可使沉降速度加快，但因为厚的吸附层密度低且具有很好的空间保护效应，防止了絮凝，因此可防止沉降，即使有沉降，沉降层很疏松，不致有严重絮凝与聚集，经搅拌易于恢复分散状态。防止比重大的颜料沉降的一个方法，便是用表面活性剂处理，如用硬脂酸处理的碳酸钙。防止沉降的另一个方法是增加介质粘度，这可利用涂料的“触变性”取得，即当涂料放置时，粘度很高，可成冻胶状。为了使涂料有触变性可在涂料中加入触变剂或增稠剂，在溶剂型涂料中主要有氢化蓖麻油，有机膨润土（蒙脱土）和醇铝等。 ⑵颜料的絮凝 颜料的粒子在介质中不断的进行布朗运动，亦即热运动，每个粒子具有一定的动能。粒子和粒子间不断发生碰撞，如果粒子的动能可克服粒子间的斥力便可导致相互密切的接触，从而产生絮凝。对未稳定的分散体系絮凝的速度（以粒子数的半衰期表示）可用下面的式子表示：t1/2＝3η/4kTn0式中t1/2为粒子数的半衰期，即粒子数减半所需的时间，η为介质粘度，k为波兹曼常数，T为温度，kT为粒子的平均动能，n0为起始的粒子数。由式中可以看到，提高粘度可减少絮凝。但实际上，单靠提高粘度并不足以稳定涂料中的分散体，重要的途径是防止粒子碰撞过程中的互相接触。 颜料粒子相互接近时通常有三个主要作用力：色散力、静电力和空间阻力。色