沉淀:影响颜料沉淀和稳定性的因素

简介 颜料分散过程的第一步是颜料的润湿和分离. 然而,如果色素分散不稳定, 絮凝1 (图. 结果是1,2). 絮凝作用是颜料颗粒相互吸引形成松散的聚集体的结果,在轻度剪切下可以重新分散.

当色素颗粒强烈地相互吸引时,就会发生胶结或 聚集 的粒子都可以发生. 团聚体 (由树脂或润湿剂包裹的化学结合的颜料聚集体)不能轻易地重新分散. 絮凝 可以通过对涂料应用低剪切来逆转吗. 絮凝 会对显色、光泽和隐藏有不良影响吗.

无花果. 3:原色颜料颗粒、絮凝和团聚的关系 MDPI.com

获得色素稳定的两个主要机制是 空间 而且 负责. 电荷排斥, 具有相同电荷的粒子表面相互排斥(更适用于水上系统), 无花果. 4)而空间稳定是溶剂涂料中更常见的机制(图. 5). 适当稳定的颜料分散体防止絮凝和团聚.

无花果. 4:电荷排斥稳定机制m3来源: 陶氏涂料.com
无花果. 5:空间稳定机制4来源: Inkline.gr

颜料在水介质中的分散原理与无机溶剂介质相同:即, 合适的润湿, 色素分散与稳定. 然而, 水的表面张力和高极性使它在润湿低极性颜料时更成问题. 在许多情况下, 水与颜料表面猛烈地相互作用, 使颜料表面的分散剂不稳定. 确保颜料分散均匀稳定(消除颜料 絮凝 一种颜料的,不包括其他颜料的). 第三, 使用合适的润湿剂/表面活性剂有助于改善极性和极性的差异 表面张力 色素之间的作用 色素不稳定.

无机颜料,如氧化铁, 二氧化钛, 碳酸钙, 氧化锌, 还有二氧化硅, 碳酸钙、硫酸钡和许多其他填充颜料具有极极性的表面. 然而,单靠水通常不能充分湿润颜料表面. 因此,他们需要一个 表面活性剂 湿润和稳定分散.

此外,许多颜料制造商供应 表面处理颜料 帮助色素稳定. 许多制造商通过添加一层无机氧化物来改善颜料的润湿性,从而对有机颜料的表面进行改性,以增加极性.

关于色素稳定的讨论如果不考虑 色素沉淀 随着时间的推移.  这些因素都影响颜料的沉降程度和抗硬沉降性:

  • 颜料分散质量
  • 颜料粒度
  • 吸油
  • 形状
  • 分布
  • 色素密度
  • 油漆粘度

更完整地讨论这些参数对颜料硬沉降和稳定性的影响将需要几篇文章来充分描述.  然而, 图6给出了颜料和涂料参数与颜料沉降的简化关系.

无花果. 6:参数与沉降的关系

最后, 使用合适的触变性剂有助于建立足够的粘度和网络结构,防止颜料硬沉淀. 一种合适的触变性剂可以通过几种不同的机理来提高抗硬沉降性.

  • 通过增加低剪切粘度来提高抗硬沉降性
  • 与颜料形成结合,降低沉淀颜料层的有效密度.

然而, 必须确定触变剂和分散剂之间有可接受的相容性. 通常用于促进软沉降的触变性物包括用季铵化合物处理的粘土,为溶剂性涂料提供更高的有机亲水性. 凹凸棒土可用于水性涂料和溶剂型涂料, 由于针状粘土颗粒结合增加粘度,很容易在剪切下分解. 其他聚合物增稠剂可通过增加粘度和促进易于再分散的软沉降而有效, 如:

  • 细粒硅
  • 蓖麻油衍生物
  • 碱式磺酸钙
  • 胶体硅酸铝

如需阅读本文其余内容,请点击 在这里 前往UL勘探者.

__________

Ron Lewarchik,文章作者 & 澳门买球排行App总裁

作为特约撰稿人, Ron撰写了与涂料行业配方有关的文章. 他还担任探勘者材料搜索引擎的顾问, 对数据库中与优化和组织材料相关的问题提供建议.

漆膜缺陷的克服:原因与补救

漆膜缺陷可在涂装过程中或涂装后立即出现,或在涂装固化后更加明显. 而对于薄膜缺陷的命名,目前还没有一个标准的惯例, 本文将薄膜缺陷分为上述两类.

爬行,工匠,开裂-各种各样的油漆缺陷可能发生后,应用或固化. 在这里了解原因和解决方案.
疯狂的例子.
版权: paylessimages / 123RF库存照片

漆膜缺陷原因

油漆缺陷数量最大的是来自 污垢 粒子1嵌在油漆里. 大多数其他油漆缺陷是由以下原因造成的:

  • 缺乏洁癖
  • 表面处理
  • 应用程序错误
  • 注重细节

表面张力

许多涂层缺陷与表面张力问题有关. 表面张力 液体的弹性倾向使它们获得最小吗 表面积 可能的. 当液体界面上的力与液体内部的力不同时,就会发生这种情况, 由于分子在表面的力分布不均匀. 表面张力的常用单位是达因/厘米2 (力/单位面积).

例如,应用表面张力高于基材的涂层可能导致 除湿、爬行、打针孔、度假 而且 透印.

同样,油漆表面张力的差异也会导致 成坑 or 鱼眼.

表1:涂料溶剂的表面张力

溶剂表面张力达因/厘米
72.8
甲苯28.4
异丙醇23.0
正丁醇24.8
丙酮25.2
甲基丙基酮26.6
甲基戊酮26.1
点醋酸28.5

 

表2:用于减少表面缺陷的聚合物的液体表面张力

聚合物mj / m2
保利(dimethylsiloxane)22.6
聚丙烯酸丁酯33.7
聚甲基丙烯酸丁酯31.2

 

高极性分子(e.g. 水)的表面张力高于极性较低的材料(见表1和表2)。. 表面缺陷 通常可以通过使用少量低表面张力的添加剂,如聚二甲基硅氧烷(DMS)来减少或消除。, 聚丙烯酸丁酯或聚2-乙基丙烯酸己酯. 这些添加剂倾向于迁移到表面,以帮助流动和流平.

表3:在应用过程中或应用后不久可能出现的缺陷

           缺陷外观               原因         补救措施
爬行膜厚不均匀,脱湿高表面张力涂料应用于表面张力较低的基材. 例如,在钢铁表面涂油
  • 正确清洗金属或塑料表面
陨石坑/鱼的眼睛涂层表面有小的圆形凹陷低表面张力污染物的小颗粒(例如.g. 基材上的油、润滑脂、硅油、蜡)或嵌在涂层中的
  • 适当的喷雾室空气过滤和污染物消除.
  • 添加表面润湿剂,如DMS和/或具有低玻璃化转变(Tg)的聚丙烯酸酯.
细裂纹,裂纹涂层上形成了小裂纹. 这可能发生在重涂或涂层应用于溶剂敏感塑料涂料在塑料上的应用,涂料中含有强溶剂,可溶剂化底层涂层或塑料基材
  • 使用不会使塑料开裂的溶剂.
  • 用合适的溶剂测试基材的耐斑点性.
灰尘、污染涂层表面有小的凸起缺陷
  • 表面未仔细清洁.
  • 肮脏的喷淋室和/或室过滤器.
  • 喷淋室压力太低.
  • 不合适的工作服.
  • 油漆过滤不足
  • 确保涂层所在环境的清洁
失去光泽,脸红低光泽或有白色雾霾的区域当基材温度低于露点时,由于溶剂蒸发的冷却作用,湿气凝结在湿漆上. 原因:

  • 不合适的还原剂
  • 烘箱内空气流通不良
  • 薄膜厚度过高或过低
  • 适当控制湿度

 

斑点状阴影金属漆外观不均匀
  • 喷枪喷嘴脏
  • 气压不正确
  • 不正确的减速机
  • 喷涂技术故障
  • 喷射粘度不正确
  • 使用合适的粘度杯来获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和维护喷枪.
  • 在喷涂过程中,保持喷枪与基材平行,并保持喷枪与基材的正确距离.
  • 遵循技术数据表的指示.
可怜的藏·油漆覆盖不均匀
  • 非均匀衬底表面
  • 不均匀或不充分的油漆覆盖掩盖基材的颜色
  • 均匀和充分的油漆应用,以获得适当的隐藏.
运行和下垂滴漏和下垂
  • 涂在垂直表面上的油漆太厚或太湿,重力克服了油漆向下流动的阻力(粘度).
  • 温度过低,无法使溶剂适当蒸发(溶剂生漆), 或湿度过高(水性涂料).
  • 用适当的增稠剂调节油漆的低剪切粘度.
  • 使用适当的减速器和粘度调整环境条件.
  • 调整喷枪,涂薄一点的湿涂层. 如果是水性涂料,请在较低湿度的环境中进行喷涂.
跳过/假期油漆覆盖不全
  • 油漆涂得太薄
  • 基材表面的微小区域表面张力低, 造成薄膜流动和覆盖不足.
  • 正确喷漆,确保表面清洁.
分段,带条纹不均匀的油漆外观(如.g. 不同的颜色)油漆涂抹不均匀
  • 使用合适的粘度杯来获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和维护喷枪.
  • 在应用程序, 保持喷枪与基材平行,并保持正确的距离
透印通过所述涂层突出所述涂层基材的表面. 指纹等缺陷, 在涂层表面可以看到基材上的砂痕和水渍具有高表面张力的涂层,涂在表面张力较低的基材上. e.g. 指纹或硅油在基材表面.
  • 确保基材彻底清洁,没有低表面张力油和指纹.
起皱,抬起,短吻鳄在敷大衣时, 现有的漆膜会枯萎, wrinkles or swells; may also occur during drying.新漆中的溶剂使底层漆面膨胀.
  • 允许底漆有足够的固化时间
  • 确保新漆与底漆兼容
  • 正确涂抹新漆(不要太湿).

 

表4:治疗后更明显的缺陷

缺陷外观原因补救措施
滞留空气类似于溶剂爆裂或气泡油漆泵在漆面低时吸气. 在双组分聚氨酯中,存在的水分与异氰酸酯反应产生CO2 一代.
  • 适当注意油漆线状况.
  • 确保使用聚氨酯溶剂和适当的喷枪空气过滤通过干燥剂.
  • 在涂料中添加除湿剂.
巴纳德的细胞固化漆膜表面的六角形图案.对流模式从颜料分离作为表面张力差的结果调整配方,克服表面泛水和表面张力差异
水泡在烘箱固化过程中,靠近薄膜表面的气泡没有突破薄膜表面.薄膜表面的粘度增加到一个较高的水平, 将挥发性溶剂困在较低的水平.
  • 适当的烤箱阶段,使溶剂缓慢释放.
  • 在酸催化体系中,使用酸盐来减缓固化并使溶剂释放.
  • 增加烘烤前的闪光时间.
  • 使用蒸发较慢的溶剂.
  • 喷涂时,多涂一层薄涂层以形成薄膜,而不是少涂一层厚涂层.
  • 用于水性涂料, 使用脱水烘烤低于沸点的水, 接下来是第二次烘烤来固化.
橙皮粗糙的表面,类似于橙子的表面轮廓涂料在高粘度或在不利于正常流动和流平的条件下使用.
  • 根据技术数据表,用正确的减速器将油漆调整到合适的粘度.
  • 在适当的流体输送速率和雾化气压下使用.
溶剂的流行在烘箱固化过程中,薄膜表面不流出的破裂气泡薄膜表面的粘度增加到一个较高的水平, 将挥发性溶剂困在较低的水平. 当溶剂挥发时,气泡会破裂.
  • 适当的烤箱阶段,使溶剂缓慢释放.
  • 在酸催化体系中,使用酸盐来减缓固化并使溶剂释放.
  • 增加烘烤前的闪光时间.
  • 使用蒸发较慢的溶剂.
  • 喷涂时,多涂一层薄涂层以形成薄膜,而不是少涂一层厚涂层.
  • 用于水性涂料, 使用脱水烘焙低于沸点的水,然后再用第二高烘焙来固化.
  • 最后,低Tg树脂的使用和较低的干膜厚度可以减少起泡现象.

 

搜索 探勘者 制定补救措施,以克服漆膜缺陷:

缺陷解决材料
爬行和基材润湿
陨石坑和鱼眼
  • PDMS
  • polyalkyl丙烯酸酯
运行和下垂
透印
滞留空气
溶剂爆裂,水泡三聚氰胺固化系统:

 

如欲阅读更多,请点击 在这里 前往UL勘探者.

__________

Ron Lewarchik,文章作者 & 澳门买球排行App总裁

作为特约撰稿人, Ron撰写了与涂料行业配方有关的文章. 他还担任探勘者材料搜索引擎的顾问, 对数据库中与优化和组织材料相关的问题提供建议.