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1、先从帮助客户设计产品，协助配方及测试到最终产品生产及推广，共同面对最终用户。 最近立邦漆( 中国) 有限公司与伊立欧化学在苏州召开会议，展示了最新的4 0 2 号立邦外墙涂 料，从而掀起美化城市的热潮这也是立邦漆的宗旨所在。另外，还就上述特性的某些方面，在与会 的8 0 位建筑师、开发商和涂料销售商面前，进行了各种现场演示。这一事件标志着两家专业公司将在 其各自的领域内为共同的目标而进行通力合作。 钛白粉水分散性机理的探讨 金 斌 ( 攀钢钛业公司研发中心，四川攀枝花6 1 7 0 6 3 ) 1 引言 在日益关注环境的今天，水性涂料倍受人们的青睐。钛白粉作为一种优质的白色颜料，已广泛地 用于
2、涂料中。水分散性是钛白粉在水性涂料中一个很重要的应用性能指标，它的优劣直接影响涂料的遮 盖力和颜料的其他性能。目前，对于钛白粉水分散性机理的探讨，尚未见系统的报道。本文从钛白粉表 面性质出发。通过定性试验和实验数据，推断出钛白粉在水中分散时的润湿类型，同时应用双电层理论 对分散机理进行分析，为改善钛白粉的水分散性提供了理论依据。 2 钛白粉表面特性 2 1 单相中的团聚现象 钛白粉煅烧所得的原级粒子很小，具有很高的比表面能，极不稳定，在高温下会很快地团聚，形 成较大粒子的亚稳态。对于一定量的钛白粉而言，粒子愈小，原级粒子之间的引力愈强。粒子更易团 聚。目前，采用仪器测定的钛白粉平均粒径多数是二
3、级粒子的粒径( 一般为0 2 “ - - 0 4 um ) ，表面的能 量仍然较高，继续团聚，以此来降低表面能量，达到准稳定状态。因此，钛白粉在单相中的易团聚现 象，是讨论其水分散性的前提。 2 2 两相中的高分散性 在水性溶剂中，钛臼粉呈现高度的分散性。其原因是：一方面，钛白粉表面有很多羟基，它能够 吸附极性离子，使固体表面带有相同的电荷，因同种电荷排斥而分散：另一方面，粒子的比表面能很 大，表面收缩而降低表面能，使分散体系稳定化。正是钛白粉在水中的高度分散性，使它能够在水性涂 料中得以广泛的应用。 3 钛白粉在水性溶剂中的润湿类型和润湿因素分析 所谓润湿是指固体表面的气体被液体取代的过程。
4、钛白粉在水性溶剂中能否自行分散，首先要判 断它在水性溶剂中润湿的难易程度和润湿性能的优劣。 3 1 判断钛自粉润湿性能优劣的定性实验 称取1 O g 锐钛型钛白粉试样，迅速倒入一个口径为1 5 c m 盛满水的表面皿内，观察团聚的钛白粉 试样在水中的润湿性能。团聚的钛白粉试样接触到水时，迅速润湿并进行扩展，表明钛白粉颗粒表面的 气体能够完全被水取代而浸渍润湿，润湿性能良好。 3 2 钛白粉在水性溶剂中的润湿过程 钛白粉在水性溶剂中的润湿过程是改变其颜料表面性能、改变其极性、降低液一固之间界面张力的 1 3 0 过程。其润湿过程受以下几个因素影响。 3 2 1 二级粒子的几何形状和空隙体积 煅烧
5、产生的钛白粉原级粒子受晶体表面能的作用聚集成二级粒子，通过电子显微镜观察到其形状 各异、不规则，并通过统计方法检测出其平均粒径约为0 2 “ - 0 4I lm 。因此，这种因素对润湿性的影响 是一个恒定值。 3 2 2 表面特性和处理方式 表面处理能够改变钛白粉的表面特性，从而大大影响润湿过程。对于一些低档次的锐钛型钛白 粉，若表面不经过任何处理，则对润湿性的影响是一个恒定值；对高档次的金红石型钛白粉却需进行包 膜处理来改变其表面特性，提高应用性能。因此，表面处理方式对润湿性的影响也可看作一个恒定值。 3 2 3 水性溶剂的粘度 根据润湿效率公式可以发现，降低溶剂粘度可提高润湿效率。例如，在
6、2 5 ，水的粘度为 0 8 9 3 7 c P ，当加入一定浓度的润湿剂时，会降低水的粘度，此时润湿效率提高，但是润湿剂的加入可 能会影响其分散过程或者分散稳定化程度。因此，对于钛白粉在水性溶剂中润湿时，一般不加入任何润 湿剂，均可达到浸溃润湿。 4 钛白粉在水性溶剂中的分散过程 4 1 吸附作用 大量研究表明，钛白粉表面有很多极性的羟基，若水中不加任何分散剂，钛白粉在水中分散时会 吸附大量的极性基团：若加入一定浓度的高分子分散剂，此时高分子分散剂吸附在钛白粉颗粒表面，使 得吸附层厚度增加。表面特性改变。 4 2 双电层理论 通过检测钛白粉在水中的电位，发现锐钛型钛白粉在p H 值为6 8
7、左右时，电位约为- 3 6 m Y ， 表明钛白粉表面带有电荷，而且电负性较强。那么根据双电层理论解释钛自粉在水性溶剂中的分散过程 合乎事实，有一定的科学依据。 实际上，钛白粉在水性溶剂中分散的过程是双电层形成的过程。当钛白粉接触溶剂表面，瞬间浸 渍润湿，其表面吸附一层相反电荷，构成了双电层。这种双电层可以看作是四周被同一电荷所包围的粒 子，当布朗运动使两个粒子靠近时，电荷浓度发生变化，电荷产生斥力，当这种斥力大于范德华引力 时，则粒子分开，体系处于分散稳定状态。 5 影响水分散性的因素 5 1 钛白粉粒度分布的影响 钛白粉的粒度分布能够表征钛白粉粒子的均匀程度，也能够粗略定量地判断出粗细粒子
8、的分布比 例。通过大量的实验和成品粒度与水分散性关系的统计得出：在钛白粉粒度分布正态图中，当峰宽在 0 1um 左右时，水分散性一般能够达到8 5 以上：当粗粒子( 即粒径大于0 5I Im ) 的比例大于1 0 时，就足以影响钛白粉的水分散性。因此，钛白粉的粒度分布情况是影响其水分散性的个重要因素。 5 2 钛白粉吸水量的影响 一般情况下，钛白粉的吸水量越低，它的应用性能越好。当钛白粉吸入较多的水分时，它与表面 的羟基结合，削弱表面电负性，使得两相中的高分散性减弱，同时分散稳定性也降低。因此，钛白粉吸 水量的大小也影响其水分散性。 5 3 钛白粉的油分散性的影响 钛白粉的油分散性，是涂料和色
9、母粒一个很重要的应用性能指标。通过大量的实验表明，具有很 高油分散性的钛白粉，它的水分散性较差。因此，对于这种钛白粉可作为不同种类的专用产品，来满 足不同行业和客户的需要。 5 4 分散设备的影响 钛白粉水分散性能的优劣，还与其分散设备息息相关。目前，市场上分散设备种类很多，如高速 分散机、剪切机、砂磨机和超声分析仪等，对于要求不高的水性涂料，一般的分散设备都能够满足要 1 3 l 求；对一些特殊的水性涂料，必须借助特殊的分散设备( 如砂磨机等) ，它分散效果好，分散体系稳 定，不过成本相应提高。 5 5 其他影响因素 影响钛白粉水分散性的因素较多，例如：分散剂、分散剂浓度、分散时间以及分散设
10、备的强度 等。在实际应用中，应根据各种产品质量的标准，选出适合本产品的分散稳定体系。 6 提高钛白粉水分散性的途径 通过上述对钛白粉水分散性的机理探讨和影响因素的分析。可从以下几个方面改进其水分散性： 第一，钛白粉的粒径应尽可能的均匀：钛白粉后处理可选用气流粉碎机、万能磨、旋风分离器以 及锤磨设备等；控制粒径的大小和均匀程度，来提高钛自粉在水中吸附性和润湿效率。 第二，添加一定浓度的分散剂( 如六聚偏磷酸钠或者两性表面活性剂等) ，来改变钛白粉表面电 荷，增大表面电负性。 第三，进行表面包膜处理( 如有机硅处理，偶联剂包膜等) ，改变钛自粉的表面特性，以提高其 水分散性。 超细颜填料对乳胶漆性
11、能的影响 吕奔张焱刘志江2 夏明珠1 雷武1王风云1 ( 1 南京理工大学化工学院，南京2 1 0 0 9 4 ；2 沈阳工业学院化工系，沈阳1 1 0 0 4 5 ) 1前言 近几年，乳胶漆在我国发展很快，但由于乳胶漆的成本还较高，在一些经济欠发达地区，还不能 为人们所接受，使其推广应用受到一定的限制。根据传统的乳胶漆配方，笔者对纯丙乳液为基料的外墙 乳胶漆的配方及生产工艺进行探讨和改进。阐述了超细颜填料对乳胶漆配方、性能的影响，确定了含超 细颜填料的乳胶漆配方。 2 实验部分 2 1 原材料及仪器 原材料：分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、防霉剂、流平剂、增稠剂、纯丙乳液、钛白粉、 轻质碳
12、酸钙、滑石粉、石英粉等。 仪器：小型高速分散机及配套设备、分散罐。 2 2 生产工艺 除纯丙乳液外，其他组分低速下投料，然后逐渐提速搅匀，高速分散1 5 m i n 后，再低速搅拌，加 入纯丙乳液，适当提高分散机转速，分散1 5 m i n 后制得成品。 3 结果与讨论 3 1 颜填料粒径的影响 为了了解颜填料的粒径对乳胶漆性能的影响，采用传统的颜填料，以白色外墙乳胶漆为例。其中， 着色颜料采用经表面处理的金红石型钛白粉，填料采用轻质碳酸钙、滑石粉和石英粉。不同的是一部分 颜填料用超细粉体技术进行深加工处理。经过对比发现，超细颜填料无论是自身的外观，还是对涂膜的 遮盖力、着色力、平滑度的影响都发生了很大的变化。 1 3 2
