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颜料分散★★★
从史前时代开始,人们就必须面对颜料的分散问题。令人印象深刻的岩画就是一个“活的”例子。其中,分散涂料――可以使用泥土涂料――这在当时应该毫无问题;再选择相对较好的润湿剂,比如水性“成膜物质”;然后加上几块石头作为“分散工具”,看起来就已经绰绰有余了。对于那时的涂料化学家来说,如何得到更好的光泽、更好的施工特性、更佳的耐候性还有避免絮凝等问题,很明显不是令人严重头痛。
在中世纪出现了第一个真正的高光涂料。现在还在运作的老式涂料磨坊“De Kat”,(这个词的意思大约是“老猫磨坊”,公元1640年)位于荷兰赞丹镇(Zaandam),靠近阿姆斯特丹。它使用风能,制造出的高级涂料今天仍在使用。毗邻的另一个差不多时期的磨坊则还在生产冷轧亚麻籽油。赞丹镇在很长时间里是荷兰涂料工业的中心。
 
新颜料和分散设备
 
由于需要更高光泽、更好耐候性、更纯的色彩以及更好的透明度,很快新的颜料就出现了。同时,这也造成了分散问题;颜料,比如酞氰蓝和酞氰绿,咔唑紫,透明氧化铁,这些深黑和深色调的颜料众所周知地经常出现问题。只有使用特定的分散方法或者添加剂才能获得最好的效果。
今天,颜料、润湿剂或者表面活性剂的选择范围大大拓宽了。新产品的开发正在不断进行中。但是并没有一种魔药能解决全部分散问题。要使得颜料分散更快更好,需要从一开始就正确选择颜料、溶剂和介质,并使用正确的分散设备:
 
 
  • 颜料:号称是一模一样的两种颜料,可能要比你意识到的区别大得多。酞氰绿就是一个很好的例子。下图展示了两种“相同”的酞氰绿颜料,样品A和样品B。A就是你通常在醇酸树脂和水性体系中使用,毫无问题的那一种;在两种介质中,他们的色彩和强度完全一样。如果仅仅把B样品在醇酸体系中评估,两者似乎确实完全一样。但是请注意,你最好在需要使用的全部介质中都实验一下,认真检查这两种号称“一模一样”的颜料。很快你就会发现,实际上你很难找到一种真正的替代品。如果你打算把颜料用在一种通用的,可用于多种体系的着色色浆中,那么问题就更加明显。
  • 介质:如果可以选择的话,那么选择具有最佳润湿效果的介质极为重要。这将能省去很多分散时间,并能避免流变和粘度问题。换句话说,你可以用相同的时间和相同的设备,制造出更高浓度的颜料色浆。
  • 溶剂:同样,不同溶剂的分散差异很大。如果可能,选择低表面能的溶剂,例如:
溶剂类型:
表面张力:
无味溶剂油
23.4 dynes/cm
溶剂油
25.1 dynes/cm
二甲苯
27.2 dynes/cm
低表面能的溶剂应当用于研磨料,高表面能的溶剂可以作为加入材料稀释剂,这不仅对于颜料润湿有好处,更重要的是还能防止色浆在配方稀释的过程发生返粗。
  • 溶剂和介质的关系:很多情况下,溶剂是较好的润湿剂,而介质是较好的稳定剂。出于这个原因,十分需要在润湿性能和稳定性能中间找到最佳调和点:尽可能多使用溶剂,以便获得更好的分散能力,同时使用适当数量的介质来稳定颜料,防止再次絮凝。在以后的文章里面,我将进一步详细说明如何找到最佳平衡。
  • 分散设备:使用的分散设备是一个很重要的因素,如果不算是最重要因素的话。关键的参数是设备提供的分散能――这和设备消耗的能量不是一回事儿。你完全可能使用一个分散器20分钟就使钛白粉获得了很好的分散,可是无论你花费多少小时,或者多少天,你也不能把一种困难的颜料――比如酞氰蓝或者咔唑紫分散成功。你将大失所望。因为这台设备的分散能就是不够,不管你使用了多么复杂,或者高科技的分散剂都是一样。
 
 
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