对颜料分散程度的评估,是制订涂料原始配方、生产方法的优化和质量控制的关键。
颜料分散程度的差异来自两个方面:
原始颜料聚集体分离为单个粒子的过程不完全
颜料聚集体分离后又出现絮凝
以下是一些评估方法。
有色颜料,最有效的评估颜料分散程度的方法,是通过与标准样品对比,确定颜料的着色力,如蓝色颜料分散体,先称取少量颜料分散体样品,然后将一定量的少量标准的白色颜料分散体加入其中,另外再称取少量的蓝色颜料分散体标样,然后与上面同样比例的白色颜料分散体标样混合,充分混合后,从两种调好色的混合物中取出少量,并排放置在一张白纸上,用刮涂器将两个样品从上往下刮涂,让两个样品色条的边缘彼此接触,然后比较两个色条的颜色,如果测试分散体样品的蓝色比标准分散体样品深,说明样品的着色力较好。
可以使用手指对一些湿的调色好的混合物进行指研擦,来检查颜料的絮凝情况,如果颜色发生了变化,说明颜料分散体出现了絮凝,例如,如果蓝色颜料分散体和白色颜料分散体的混合物在指研擦区变得更蓝,说明蓝色颜料分散体出现了絮凝,如果被指研擦部分变成浅蓝色,说明白色颜料分散体出现了絮凝,通过检查分散体的流动情况,也可以检测颜料是否发生了絮凝。稳定的颜料分散体具有牛顿型流体特性,如果颜料分散体出现剪切变稀的现象(但其本身不含有能使其发生剪切变稀的组分),说明颜料分散体已絮凝。
有色颜料分散体的透明度也是一个重要的指标要求,如汽车金属闪光涂料在应用中就有此要求。可以在玻璃板上并排刮涂标样和样品,测试涂料的透明度,通过目视观察或用仪器测量涂膜的雾影度或样品与标样之间的色差。
颜料的沉降速率取决于颜料的粒径、颜料分散相与介质的密度差;分散良好、稳定的颜料分散体,沉降缓慢,沉降结束后,沉淀物的量也很少,分散良好,但稳定性差的颜料分散体会迅速沉降,形成大块沉降物。颜料絮凝物由于其尺寸大,沉降更快,由于连续相(介质)被包裹在絮凝物中,形成大块沉积物。絮凝沉淀物与非絮凝颜料分散体得到的沉淀物不同,易于搅起,或通过摇动可以重新分散成为均匀的悬浮液,颜料分散程度的测试可用离心分离加速,通过沉降或离心分离评估颜料分散程度,能得到定性或半定量信息,适用于涂料研发和产品质量控制。
用显微镜来观察颜料分散体,在解絮凝的颜料分散体中能观察到颗粒的布朗运动,但一旦出现颜料絮凝,布朗运动就会停止,在准备待观察样品时,一般样品要稀释后再使用。但若用溶剂稀释样品,可能会因加入溶剂使颜料发生絮凝,这种情况下,应该在报告中说明分散体发生了絮凝,例如,用光学显微镜观察钛白粉分散体时,只能看到最大的颜料颗粒。
涂料行业中,广泛用于测量颜料研磨细度的方法是刮板细度计法。
将颜料分散体样品放在上面一点位置上,用钢刮刀向下刮,然后将细度计举起,快速检查刮过的样品,观察颗粒被拖动出现明显颗粒凸起或条纹时的刻度值。刻度读数越低,颜料分散得越好。
细度计不能测量颜料的分散程度,它的目的主要是检查颜料分散体是否出现絮凝。
钛白粉颗粒平均粒径约0.23μm,比刮板量小刻度低约两个数量级。许多有色颜料颗粒更细,如炭黑颗粒粒径小至5nm。
为什么要使用刮板细度计?因为这种细度计确实能快速判别大块颜料聚集体是否被分散、是否存在其他杂质颗粒,判断时间仅需要约半分钟,有经验的人测定颜料着色力也只需要几分钟,而且可以用来评估颜料的分散程度,而不是得到一个无意义的细度数字。
扬州市立达树脂有限公司 版权所有(C) 2015 技术支持:扬州宏瑞科技 备案序号:苏ICP备14030910号-1