環保水性塗料的高效分散技術與裝備

    塗料實際上是近代工業(ye) 發展的產(chan) 物，但是卻有著悠久的發展曆程。伴隨著高分子材料的出現，人們(men) 日常生活及工業(ye) 發展都發生了顯著轉變。在精細化學產(chan) 品引領之下，原有油漆品質得到了顯著提升。近幾年，塗料銷售數量在化學工業(ye) 產(chan) 值已經超過5%，並且呈現穩定增長態勢，這也就說明塗料在國民經濟發展建設中的重要作用。

    1 塗料組成及類別

    1.1 成膜物
    成膜物主要由兩(liang) 部分構成，分別為(wei) 高分子材料及油脂，是塗料覆蓋塗物表麵的重要組成部分。成膜物作為(wei) 塗料組成基礎，自身物理性能及化學性能對塗料具有直接性影響。塗料底漆必須具有良好依附性及防鏽性，這樣才可以和麵漆緊密結合；麵漆需要具有良好的絕緣性及裝飾性。按照經濟因素及實際要求，應該首先對成膜物進行選擇，進而再對其他組成成分進行分析。

    1.2 分散稀釋劑
    正常情況下，成膜物質黏度都相對較大，屬於(yu) 高分子聚合物。有機溶劑作為(wei) 分散介質，具有協調塗料黏度，讓成膜物分散成為(wei) 液體(ti) 的作用，保證塗料可以直接施工應用。塗料施工及成膜完畢之後，有機溶劑將會(hui) 揮發到大氣內(nei) ，成膜物質將會(hui) 在物體(ti) 表麵形成保護膜。塗料內(nei) 揮發物主要為(wei) 水和有機溶劑，但是有機溶劑在揮發之後會(hui) 造成環境汙染，應該對使用數量進行嚴(yan) 格控製。

    1.3 顏料及填料
    顏料及填料，在實際應用過程中無法單獨成膜，需要借助有關(guan) 手段將其和成膜物質相融合，在塗料固化之後成膜。換言之，塗膜在顏料及塗料中的應用，充當輔助物質作用。
    顏料可以為(wei) 塗料提供各種各樣的顏色，具有良好的裝飾效果。除此之外，顏料在提升物料膜抗酸堿、抗化學性能上也具有良好的作用。填料，也被稱之為(wei) 體(ti) 質顏料，雖然著色效果並不明顯，但是可以有效提升塗料性能，並且降低塗料生產(chan) 成本。

    2 環保水性塗料分散技術與(yu) 裝備

    2.1 顏料及填料分散機理
    塗料具有多種類別，但是生產(chan) 原理基本相同。整體(ti) 來說，塗料都屬於(yu) 顏料、溶劑、漆料混合之後的體(ti) 係，在塗布作用之下，均勻塗抹在物體(ti) 表麵，固化之後形成薄膜。雖然說起來相對簡單，但是實際上並不容易。色漆屬於(yu) 粘稠性漆料，主要由溶劑和助劑構成，整個(ge) 體(ti) 係包含多種相界麵，不同成分始終處於(yu) 相互作用狀態下，進而該體(ti) 係穩定性較低，非常容易出現相界麵分離問題。但是色漆生產(chan) 需要在相對穩定狀態下，一旦出現分離問題，色漆粘稠性就會(hui) 受到顯著影響，這種塗料在施工之後所取得的效果也並不理想。因此，色漆不僅(jin) 僅(jin) 是不同組成物的簡單攪拌，而是應該借助有效分散手段，分散到漆料結構內(nei) 。
    從(cong) 廣義(yi) 層麵來說，固體(ti) 物質分布在液體(ti) 或者是氣體(ti) 狀態中，被稱之為(wei) 分散。對於(yu) 塗料來說，分散主要表示顏料均勻分布在樹脂溶液中，並且處於(yu) 相對穩定體(ti) 係下。顏料在塗料內(nei) 分散相對繁瑣，基本上可以劃分為(wei) 三個(ge) 階段，分別為(wei) 濕潤階段、解聚階段與(yu) 穩定化階段。

    2.1.1 濕潤階段
    顏料顆粒表麵在塗料生產(chan) 內(nei) 應用，最表層一定會(hui) 接觸水分及空氣，不同顆粒之間縫隙也都會(hui) 被空氣填滿。顏料想要均勻分散到漆料中，前提條件就是需要應用漆料替代水分及空氣，同時，在顏料顆粒表麵構成包覆膜。漆料替代水分及空氣同時在顏料表麵形成包覆膜的過程，就是顏料濕潤階段。

    2.1.2 解聚階段
    顏料在漆料中分散，漆料僅(jin) 僅(jin) 和顏料顆粒表麵接觸是遠遠不夠的，主要原因是由於(yu) 顏料無法處在穩定分散狀態下。所以，這就需要施加外力，對顏料顆粒進行分解，將其體(ti) 積都變為(wei) 原級顆粒，增加顏料顆粒和塗料基礎麵積。借助外力施加，讓顏料恢複到原級顆粒的過程，被稱之為(wei) 解聚階段。

    2.1.3 穩定化階段
    顏料想要在漆料體(ti) 係內(nei) 穩定分布，主要借助兩(liang) 種機理實現，這兩(liang) 種機理分別為(wei) 空間位阻穩定作用及電荷穩定作用。正常情況下，在水溶液環境下，顏料顆粒介電常數相對較高，電荷所具備的穩定作用十分顯著。
    顏料顆粒正負離子在吸附之後，會(hui) 逐漸向相反溶液轉移，進而在溶液表麵形成帶電粒子薄膜。粒子表麵在聚集相反粒子電荷情況下，就會(hui) 構成雙電荷層，這種粒子分布也被稱之為(wei) 平衡粒子。雙電荷層伴隨著溶液深度的增加，數量不斷下降。兩(liang) 個(ge) 粒子在相互接觸過程中，並不出現電荷排斥，必然會(hui) 造成顏料顆粒電荷重新分布，增加粒子之間斥力，分散體(ti) 係就可以處於(yu) 穩定狀態，這個(ge) 階段也被稱之為(wei) 穩定化階段。

    2.2 環保水性塗料分散裝備

    2.2.1 高速分散機
    高速分散機，是塗料眾(zhong) 多分散裝備中結構最為(wei) 簡單的一種。在運行過程中和砂磨機相結合充當顏料預混合裝備，在部分情況下，高速分散機也可以成為(wei) 單獨顏料分散裝備。高速分散機中最為(wei) 關(guan) 鍵的零件為(wei) 分散葉輪，分散葉輪邊緣呈現彎曲齒狀，傾(qing) 斜角度大約在30°左右，每一個(ge) 齒麵在運行中都會(hui) 產(chan) 生衝(chong) 擊力。實際上，物料從(cong) 齒麵內(nei) 部向邊緣運動，這就屬於(yu) 剪切作用。漆料往返於(yu) 齒麵及邊緣，處於(yu) 加速及減速狀態下，黏度也就會(hui) 逐漸下降。
    高速分散機優(you) 勢為(wei) ：結構簡單，實際操作及後期養(yang) 護便捷，生產(chan) 效率較高，伴隨著高速分散機裝備類別不斷增加，進而應用範圍越加廣泛。

    2.2.2 砂磨機
    砂磨機產(chan) 生於(yu) 上世紀50年代後期，首次在我國應用是上世紀60年代。砂磨機自身體(ti) 積相對較小，可以連續開展分散操作，運行效率較高，進而得到了廣泛應用，同時，逐漸替代了球磨機在塗料生作用。
    砂磨機主要由五部分構成，分別為(wei) 研磨筒體(ti) 、分散盤組件、電機、機架及主軸。

    3 結語

    環保水性塗料在應用中，並不會(hui) 對生態係統造成汙染，具有良好的發展前景，在塗料行業(ye) 內(nei) 占比不斷提升。但是環保水性塗料在實際生產(chan) 時，顏料分散依舊采取傳(chuan) 統分散技術及裝備，生產(chan) 效率相對低下。本文對環保水性塗料分散技術與(yu) 裝備進行了分析研究，了解了不同分散技術及裝備應用優(you) 勢，希望能夠對環保水性塗料中顏料分散，提供優(you) 質技術及裝備保證。

    來源:塗料資訊

責任編輯：餘(yu) 凱旋

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