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分散剂用量

 

 

分散剂的有效浓度

在乳胶漆体系中,每一种颜料和填料都需要一定量的分散剂分散,对于一种给定的分散剂,将有一个稳定体系的有效浓度范围。这个范围的最低点称为“流动点”,其意义是用水湿润的颜料或填料达到的流动状态所需要的分散剂浓度,既悬浮颜(填)料所必须的分散剂的最低用量。

分散剂的有效浓度范围的另一端是“聚集浓度值”(C—A值),是在非常苛刻的条件下使颜(填)料免于聚集和絮凝所必需的分散剂浓度。实际上,其测定条件可能比乳胶漆在包装桶中的环境对其稳定性的威胁更大。在乳胶漆体系中,颜(填)料所需的最佳分散剂浓度是在上述两个数值之间。

测定分散剂用量的实验方法

测定乳胶漆体系中有效分散固体颜(填)料的分散剂需要量是通过一种有两个终点的滴定操作步骤进行的,这两个滴定终点分别是流动点和聚集浓度值。下面以DP50分散剂为例来说明测定分散剂用量的实验方法。

先称取50g颜料或填料防入100ml烧杯中,加入足够量的水使其形成一种稠的、微潮湿的糊。配制5%浓度的DP50分散剂水溶液。把分散剂溶液通过滴定管一滴滴地加入到上述颜料糊中,同时不断搅拌混合,直到颜料糊刚好变成可以流动的颜料浆,以至于用调节刀划过颜料浆时,其后面不留下痕迹,这就是第一个滴定终点既流动点。记录下消耗的分散剂毫升数。把约1ml离子型增稠剂(如聚丙烯酸钠)放在黑色玻璃板上用玻璃棒搅拌颜料浆后,沾一滴颜料浆滴到增稠剂溶液上,用最小的剪切力混合之。倘若没有分散剂的充分保护,这种增稠剂溶液的离子浓度足以使颜料体系发生严重絮凝。如果絮凝发生,再向颜料浆中滴入更多的分散剂,搅拌混合后,再测定絮凝情况,重复上述步骤,直到样品不再有絮凝倾向为止。

当分散的颜料浆在大量离子浓度下完全不产生絮凝时,第二个终点就达到了,滴定过程结束。即得到总分散剂加入量(C—A值)。下表中列出了按上述方法测定的一些常用颜料和填料的分散剂需要量数据。

                                                   常用颜料和填料的DP50分散剂需要量

颜料名称

流动点,%

C-A值,%

金红石型钛白粉

0.25—0.29

2.0—2.7

碳酸钙

0.10—0.20

0.7—1.0

滑石粉

0.20—0.30

1.5—2.0

硅酸铅

0.10—0.14

2.2—2.7

氧化锌

0.21—0.26

2.0—2.8

氧化铁红

0.30—0.40

1.5—2.0

镉黄

0.20—0.28

1.5—2.0

乳胶漆中可能包含各种颜料和填料,利用表中的颜料和填料的流动点和C—A值数据,通过加和能很容易地计算出其混合物的分散剂需要量。或者,按配方的比率混合干颜料,直接测定混合物的最小和最大分散剂用量,也可获得混合颜料的分散剂需要量。

实际的分散剂用量

用实验方法测定的C—A值,初步描述了某种颜(填)料在乳胶漆中需要的分散剂最大用量。实际上,为满足稳定性要求而必需的分散剂量要低得多,C—A值的60%--70%作为分散剂实际用量即以足够。

对于一般的丙烯酸乳胶漆,DP50(30%)的用量范围是C—A值的25%--35%作为分散剂用量的实验起点进行调整,以达到颜色、稳定性、耐水性等乳胶漆性能的要求。

乳胶漆配方中分散剂用量的计算

DP50分散剂用量的计算方法如下表所示。

                                                       常用颜料和填料对DP50(30%)分散剂的需要量

颜料名称

配方用量

C-A值,%

DP50固体含量,kg

金红石型钛白粉

240

2.7

6.48

锐钛型钛白粉

10

3.5

0.35

滑石粉

100

2.0

2.00

碳酸钙

110

1.0

1.10

总C-A值的DP50用量

9.93

DP50固体用量(一般取C-A值的30%)

9.93×30%=2.98

实际DP50(浓度30%)用量

2.98÷30%=9.93

实际PDP50(浓度30%)用量占总颜填料的百分数

2.15%

一般分散剂的量占粉料的1~3%

备注

计算得到的9.93kg是30%DP50分散剂分散上述颜(填)料体系的起始用量,倘若分散效果不理想,可把对C-A值的比率提高到35%,

既9.93×35%=3.84(kg),3.84÷30%=11.59(kg),则再补加11.59-9.93=1.66(kg) DP50后观察效果,若有必要,可重复上述过程直到满意。


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