涂料颜料的分散性与稳定性

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无论是何种树脂体系当加入颜料（指常用的无机颜料）后，都成了分散体，是热力学上的不稳定体系。由于颜料的密度远远大于树脂溶液，在重力作用下，下沉是不可避免的。颜料可以粉碎得很细，但是布朗运动使颜料粒子碰撞发生絮凝而下沉，因此，颜料的表面处理和颜料分散剂的分子设计是关键。在不同的树脂体系中，所用的颜料分散剂是十分专一的，是很多专利报道，如开发了一种新型的锚合型分散剂。
　　由于颜料结构复杂，品种繁多，在不同的涂料体系中分散与稳定的理论是很复杂的，只有进行必要的理论性实验研究，才有可能开发出性能优良的颜料分散剂和得到均匀稳定的涂料。
　　涂料配方原理及其评价方法
　　对于一种成功的涂料，其技术要求是很高的，因为厚度为几个微米至几十微米的漆膜，要满足来自各方面不同要求的指标多达几十项。从技术上看，主要有二方面技术，即涂料配方技术和涂料生产工艺与设备。可以这样说，只要掌握了这二方面技术就可以生产涂料产品，但是，要提高涂料性能与质量，开发新品种，这是远远不够的。这里只涉及涂料配方问题，要得到一个性能非常好的配方，要作大量的实验，因此，重要的一点是要在一定的理论指导下进行配方设计。
　　长期来涂料配方是采用颜粘比（质量比）。由于不同颜料间的密度相差很远，而且涂料涂布于底材后成膜，颜料在漆膜中占居的是其体积而不是密度，因此用颜粘比来制定配方与评价一种涂料是不科学的。约在六十年代，提出了颜料体积浓度（PVC）与临界颜料体积浓度（CPVC）的概念。大量的实验表明，漆膜的很多性能，如密度、强度、腐蚀性、光泽性、遮盖力及渗透性等在CPVC处发生突变。根据不同的应用，可以设计 PVC＞CPVC（如底漆、内墙涂料等）或 PVC＜ CPVC（如面漆）的配方。由于配方制定的试验工作量很大，已发展微机的配方设计。因为漆膜的性能指标很多，而且有些性能是相互制约的，如何综合各方面性能，比较快的得到最佳配方，国外提出“蛛网图（spider granph）”技术，根据蛛网的面积来评价涂料的综合性能,此法比较方便和实用。M．Simakasi和C．R．Hegedus在1993年提出了“涂料与涂料体系综合性能评价方法（AMethodologyfor Evaluating theTotal Performance of Coatings andcCoating Systems”，）简称 TPE法，可以很全面的反映涂料的性能，从而指导涂料的配方设计。
　　然而，涂料的组成是十分复杂的，要找出组成与性能之间关系的规律，还有很多的研究工作要做。4涂料流动与流变性质涂料都是流体，即使是粉末涂料，在生产和成膜过程中也涉及到熔体的流动与流变，这里仅考虑液体涂料。
　　对于任何流体，体系的粘度是流体的基本属性。涂料的流动和流变性就是研究涂料的组成与粘度的关系；在不同的剪切速率下的粘度变化；温度对涂料粘度的影响以及树脂的结构对体系粘度的影响等内容。其研究结果可指导涂料的生产控制，颜料的稳定性以及涂料储存稳定性，涂料的开罐效果和流动性，涂料的流平性与流挂，涂料的施工要求（刷涂、喷涂、辊涂等）以及涂料的配方设计等。因此，国外对涂料流变性的研究是十分重视的。举例来说，涂料能否得到平整的漆膜，流平性是关键。影响流平性的关键是能控制涂料粘度的助剂，即涂料流变改进剂，有增调剂、增粘剂、触
变剂、流平剂、防流挂剂等，占据了涂料助剂的相当比例，可见其重要性。由于涂料体系相当复杂，能影响涂料粘度的因素很多，国外涂料科学家已作了深入研究，特别是低剪切速率下的粘度变化和涂料屈服值的测定，因为这是影响涂料流平性的最主要流体特性，先进的流变仪已用于涂料的研究。在这方面尚有许多课题需要进一步研究，这将大大改善涂料的施工应用性能。

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