涂料廣泛應(yīng)用于我們的日常生活中,對被涂件起到了保護(hù)、裝飾及特殊功能作用。涂料主要由成膜物質(zhì)(樹脂)、顏填料、助劑和溶劑(或水)組成。隨著工業(yè)的發(fā)展與生活水平的提高,顏料被越來越多地應(yīng)用到涂料油墨工業(yè)當(dāng)中,以賦予更好的表觀效果。與染料不同,顏料通常不溶于所使用的介質(zhì),大多數(shù)情況下都是以聚集體的方式存在。要得到好的著色力、遮蓋力及色度等,必須將顏料的聚集體打開并保持穩(wěn)定。如果顏料沒有分散好,許多缺陷就有可能發(fā)生,如:絮凝、失光、顏色偏移、浮色/發(fā)花、沉淀等。本文介紹了顏料及
分散劑的結(jié)構(gòu),以及分散劑在顏料分散時(shí)所起的作用。
顏料的粒徑范圍分布很寬,一般從0.05 μm到1 mm之間。但研究表明,當(dāng)顏料的粒徑在0.05 ~ 0.50 μm之間時(shí),具有佳的著色力、光澤、遮蓋力和耐候性等。圖1顯示了不同顏料粒徑的對比。顏料制造過程中形成的小粒子稱為原始粒子,它以單晶體或者一組晶體存在,粒徑非常小。而原始粒子之間以面和面相結(jié)形成的團(tuán)塊,稱為聚集體,聚集體比較緊密,一般的分散設(shè)備很難將其分散成原始粒子。而原始粒子和聚集體通過范德華力結(jié)合在一起,形成的較大顏料粒狀團(tuán)塊,稱為附聚體。附聚體粒子之間以點(diǎn)、邊、角相接觸,粒子間作用力小,可通過機(jī)械的力量將其分散成原始粒子或聚集體,見圖2。
我們希望顏料分散后成為原始粒子的懸浮液(理想狀況),至少也是聚集體和原始粒子的懸浮液。但體系的趨勢是從高能態(tài)恢復(fù)到低能狀態(tài),故以微細(xì)顆粒分布的顏料容易聚集成絮凝體。從結(jié)構(gòu)上看,絮凝體與附聚體非常相似,但絮凝體中顏色之間是樹脂溶液而不是空氣。分散劑的存在會阻止或減緩絮凝的發(fā)生。