在最后一篇文章我们讨论了高速分散．在本文中，我们将继续讨论分散性，这次使用的是我使用双轴离心机开发的快速筛选方法。这一过程节省了时间，并允许显著提高输出。在开发过程中，我使用实验室砂磨机和高速分散机进行研磨，并将结果与新方法进行比较。对方法进行了调整，直到几种不同分散剂的结果一致为止。色彩强度和研磨度的差异在测试误差范围内。

颜料分散剂的测试方法是在颜料/水或颜料/树脂混合物中加入标准或预测量的分散剂，通过改变分散剂的水平与颜料的量的关系。分散剂的添加是根据颜料固体含量的百分数来确定的。这些混合物随后被分散使用机械能，与高速叶片为无机或extender颜料或者是有机和炭黑颜料的介质磨。然后测量混合物的颗粒大小。当达到最佳粒径时，测量研磨的粘度。通过测量颜料中不同等级分散剂的粘度而得到的使用与粘度曲线，可以确定该分子作为分散剂的潜力和最佳分散剂水平。

筛选分散剂的传统实验室程序要求最低样本量为几百克。这导致原材料消耗的增加，产生的废物水平的增加，以及完成分散的更多时间。为了提高分离效率，采用双轴离心分离机进行分离。样品尺寸为35 - 60克，可重复分散，色彩强度变化约为+/- 2%。该过程也明显比传统的实验室铣削方法更快，因为您可以同时进行多个分散。由于不需要磨粉机或分散机进行清洗，节省了大量的时间和原料。

有几家双轴离心机制造商，但程序是相同的，他们中的大多数。与这台机器的名字相反，它是一台混合器而不是分离器。在这种方法中，“机器”指的是双轴离心机。

使用传统的媒体作坊，你通常一天可以做两到四次分散。使用此程序，每天可以进行12次分散，包括添加油漆和油漆的应用。

所需物品:

  • 涂料原料与平衡(优选0.001克);
  • 分散介质有机颜料而且炭黑(锆珠);
  • 每个分散液用一个小的混合杯(一次最多做三个);
  • 一个中等大小的混合杯，用于测试涂料中分散剂的着色强度;
  • 测定涂层着色强度或颜色的方法;
  • 衬底和应用装置。

双轴离心机(从上面往里看)。
图1:双轴离心机(从上面往里看)。
样品夹双轴离心机(三轴用于研磨，单轴用于油漆着色强度)。
图2:样品夹双轴离心机(三轴用于研磨，单轴用于油漆着色强度)。
三个样品夹，三个分散样品。
图3:三个样品夹，三个分散样品。
样品夹放在双轴离心机的篮子里(油漆样品)。
图4:样品夹放在双轴离心机的篮子里(油漆样品)。


方法

采用以下配方和分散剂对颜料固体活性进行各种不同的处理颜料在美国，这些浓度对大多数颜料和分散剂都有效。例如，炭黑在水中分散效果最好，分散剂对颜料固体的活性为30-60%。然而，如果炭黑是一个大的颗粒尺寸，是一个表面处理的颜料，低水平将是必要的。对于细颗粒炭黑颜料则相反。以下建议的水平被认为是一个很好的起点。

颜料固体分散剂活性的建议水平。
表1:颜料固体分散剂活性的建议水平。

所使用的配方将取决于应用，分散强度和时间是配方特定的。

此程序最适用于低粘度分散体。高粘度抑制介质动能，将其转化为热量，迅速提高体系温度。

对于下面列出的公式，方法如下:

  • 在平衡的情况下，加入分散剂和水。
  • 在机器上以每分钟1000转的速度搅拌1分钟。
  • 加入消泡剂，以每分钟2000转的速度搅拌1分钟。
  • 加入颜料，以每分钟2000转的速度搅拌1分钟，使颜料湿润。
  • 如果需要介质，添加并启动分散。
    • 通常需要三到四个较短的分散步骤。这是为了减少样品中的热积聚。
    • 通常，分散周期之间建议5至15分钟，以便样品冷却。
  • 在最后一个循环之后，测试研磨(Hegman Gage优先)。

避免快速冷却样品(例如在水浴中)，因为这可能会冲击系统并导致较差的分散。

机器通常有一个振动传感器。如果振动超出范围，它就会关闭。为了避免这种情况:

  • 当使用介质时，开始以慢速混合，然后增加速度到全速。
  • 如果使用三孔支架，样品必须在所有孔中。
  • 同时混合的所有样品重量应大致相同。如果只做一到两次分散，使用空白样品。
  • 如果需要，每个步骤都有空白(有/没有珠子的水)。

由于机器中篮子的角度和处理样品的角度，很难不把材料弄到容器盖上。如果液体在第一次分散循环之前沾到盖子上，重新启动样品。建议在分散周期之间快速摇晃容器，使容器内的内容物与盖子上的任何潜在物质均质。封面上的液体还带来了其他问题。当容器内的材料加热时，容器内的压力增加，迫使材料流出，并迅速弄脏机器内部。人们发现，用胶带把容器包裹起来可以尽量减少混乱。由于标签会被遮挡，建议使用记号笔在容器顶部进行标识。

容器在第一次分散循环前用胶带粘好以避免泄漏。
图5:容器在第一次分散循环前用胶带粘好以避免泄漏。


样品配方

下面是一些简单的水基颜料分散的样品配方。通过优化确定建筑着色剂体系中的分散剂水平。它没有优化粘度或稳定性。我们的目标是用最少的原材料来减少原材料相互作用的机会。

大多数有机颜料都可以使用酞菁蓝的配方。对于吸油性非常高的红色和黄色，建议将研磨中的颜料浓度降至20%，但保持分散剂对颜料固体的活性不变。扩展颜料(含或不含TiO)2)颜料可以使用TiO2公式。

酞菁蓝配方。
表2:酞菁蓝配方。
炭黑配方。
表3:炭黑配方。
钛白粉配方。
表4:钛白粉配方。
黄色氧化铁的公式。
表5:黄色氧化铁的公式。


放下程序

总是让研磨或添加到油漆立即。让它们静置，特别是过夜，可能会导致絮凝，因为筛选配方可能没有优化的稳定性。如果超过100°F/38°C，让研磨冷却。

对于建筑涂料，分散体被添加到两家不同公司的两种不同涂料中。白(高TiO2水平)半光泽和深底平。这允许使用不同级别的TiO2不同公司的配方及不同的配制策略。98克涂料中加入2克分散剂。在分散TiO时，将黑色添加到涂料中2．

将混合物放入机器中，以每分钟1000转的速度刮一分钟，然后以每分钟2000转的速度刮一分钟。然后涂上涂料。

低氧化铁配方。

研磨和油漆是一种分散剂。
图6:研磨和油漆是一种分散剂。

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