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環(huán)保水性涂料的高效分散技術(shù)與設(shè)備

發(fā)布時間：2020-02-27 來源：TGM 瀏覽：次
涂料實(shí)際上是近代工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，但是卻有著悠久的發(fā)展歷程。伴隨著高分子材料的出現(xiàn)，人們?nèi)粘Ｉ罴肮I(yè)發(fā)展都發(fā)生了顯著轉(zhuǎn)變。在精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品引領(lǐng)之下，原有油漆品質(zhì)得到了顯著提升。近幾年，涂料銷售數(shù)量在化學(xué)工業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)超過5%，并且呈現(xiàn)穩(wěn)定增長態(tài)勢，這也就說明涂料在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)中的重要作用。
 
 
1 涂料組成及類別
 
1.1 成膜物
 
成膜物主要由兩部分構(gòu)成，分別為高分子材料及油脂，是涂料覆蓋涂物表面的重要組成部分。成膜物作為涂料組成基礎(chǔ)，自身物理性能及化學(xué)性能對涂料具有直接性影響。涂料底漆必須具有良好依附性及防銹性，這樣才可以和面漆緊密結(jié)合；面漆需要具有良好的絕緣性及裝飾性。按照經(jīng)濟(jì)因素及實(shí)際要求，應(yīng)該首先對成膜物進(jìn)行選擇，進(jìn)而再對其他組成成分進(jìn)行分析。
 
1.2 分散稀釋劑
 
正常情況下，成膜物質(zhì)黏度都相對較大，屬于高分子聚合物。有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，具有協(xié)調(diào)涂料黏度，讓成膜物分散成為液體的作用，保證涂料可以直接施工應(yīng)用。涂料施工及成膜完畢之后，有機(jī)溶劑將會揮發(fā)到大氣內(nèi)，成膜物質(zhì)將會在物體表面形成保護(hù)膜。涂料內(nèi)揮發(fā)物主要為水和有機(jī)溶劑，但是有機(jī)溶劑在揮發(fā)之后會造成環(huán)境污染，應(yīng)該對使用數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。
 
1.3 顏料及填料
 
顏料及填料，在實(shí)際應(yīng)用過程中無法單獨(dú)成膜，需要借助有關(guān)手段將其和成膜物質(zhì)相融合，在涂料固化之后成膜。換言之，涂膜在顏料及涂料中的應(yīng)用，充當(dāng)輔助物質(zhì)作用。
 
顏料可以為涂料提供各種各樣的顏色，具有良好的裝飾效果。除此之外，顏料在提升物料膜抗酸堿、抗化學(xué)性能上也具有良好的作用。填料，也被稱之為體質(zhì)顏料，雖然著色效果并不明顯，但是可以有效提升涂料性能，并且降低涂料生產(chǎn)成本。
 
2 環(huán)保水性涂料分散技術(shù)與裝備
 
2.1 顏料及填料分散機(jī)理
 
涂料具有多種類別，但是生產(chǎn)原理基本相同。整體來說，涂料都屬于顏料、溶劑、漆料混合之后的體系，在涂布作用之下，均勻涂抹在物體表面，固化之后形成薄膜。雖然說起來相對簡單，但是實(shí)際上并不容易。色漆屬于粘稠性漆料，主要由溶劑和助劑構(gòu)成，整個體系包含多種相界面，不同成分始終處于相互作用狀態(tài)下，進(jìn)而該體系穩(wěn)定性較低，非常容易出現(xiàn)相界面分離問題。但是色漆生產(chǎn)需要在相對穩(wěn)定狀態(tài)下，一旦出現(xiàn)分離問題，色漆粘稠性就會受到顯著影響，這種涂料在施工之后所取得的效果也并不理想。因此，色漆不僅僅是不同組成物的簡單攪拌，而是應(yīng)該借助有效分散手段，分散到漆料結(jié)構(gòu)內(nèi)。
 
從廣義層面來說，固體物質(zhì)分布在液體或者是氣體狀態(tài)中，被稱之為分散。對于涂料來說，分散主要表示顏料均勻分布在樹脂溶液中，并且處于相對穩(wěn)定體系下。顏料在涂料內(nèi)分散相對繁瑣，基本上可以劃分為三個階段，分別為濕潤階段、解聚階段與穩(wěn)定化階段。
 
 
 
2.1.1 濕潤階段
 
顏料顆粒表面在涂料生產(chǎn)內(nèi)應(yīng)用，最表層一定會接觸水分及空氣，不同顆粒之間縫隙也都會被空氣填滿。顏料想要均勻分散到漆料中，前提條件就是需要應(yīng)用漆料替代水分及空氣，同時，在顏料顆粒表面構(gòu)成包覆膜。漆料替代水分及空氣同時在顏料表面形成包覆膜的過程，就是顏料濕潤階段。
 
2.1.2 解聚階段
 
顏料在漆料中分散，漆料僅僅和顏料顆粒表面接觸是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，主要原因是由于顏料無法處在穩(wěn)定分散狀態(tài)下。所以，這就需要施加外力，對顏料顆粒進(jìn)行分解，將其體積都變?yōu)樵夘w粒，增加顏料顆粒和涂料基礎(chǔ)面積。借助外力施加，讓顏料恢復(fù)到原級顆粒的過程，被稱之為解聚階段。
 
2.1.3 穩(wěn)定化階段
 
顏料想要在漆料體系內(nèi)穩(wěn)定分布，主要借助兩種機(jī)理實(shí)現(xiàn)，這兩種機(jī)理分別為空間位阻穩(wěn)定作用及電荷穩(wěn)定作用。正常情況下，在水溶液環(huán)境下，顏料顆粒介電常數(shù)相對較高，電荷所具備的穩(wěn)定作用十分顯著。
 
顏料顆粒正負(fù)離子在吸附之后，會逐漸向相反溶液轉(zhuǎn)移，進(jìn)而在溶液表面形成帶電粒子薄膜。粒子表面在聚集相反粒子電荷情況下，就會構(gòu)成雙電荷層，這種粒子分布也被稱之為平衡粒子。雙電荷層伴隨著溶液深度的增加，數(shù)量不斷下降。兩個粒子在相互接觸過程中，并不出現(xiàn)電荷排斥，必然會造成顏料顆粒電荷重新分布，增加粒子之間斥力，分散體系就可以處于穩(wěn)定狀態(tài)，這個階段也被稱之為穩(wěn)定化階段。
 
2.2 環(huán)保水性涂料分散裝備
 
 
高速分散機(jī)，是涂料眾多分散裝備中結(jié)構(gòu)最為簡單的一種。在運(yùn)行過程中和砂磨機(jī)相結(jié)合充當(dāng)顏料預(yù)混合裝備，在部分情況下，高速分散機(jī)也可以成為單獨(dú)顏料分散裝備。高速分散機(jī)中最為關(guān)鍵的零件為分散葉輪，分散葉輪邊緣呈現(xiàn)彎曲齒狀，傾斜角度大約在30°左右，每一個齒面在運(yùn)行中都會產(chǎn)生沖擊力。實(shí)際上，物料從齒面內(nèi)部向邊緣運(yùn)動，這就屬于剪切作用。漆料往返于齒面及邊緣，處于加速及減速狀態(tài)下，黏度也就會逐漸下降。
 
高速分散機(jī)優(yōu)勢為：結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)際操作及后期養(yǎng)護(hù)便捷，生產(chǎn)效率較高，伴隨著高速分散機(jī)裝備類別不斷增加，進(jìn)而應(yīng)用范圍越加廣泛。
 
 
砂磨機(jī)產(chǎn)生于上世紀(jì)50年代后期，首次在我國應(yīng)用是上世紀(jì)60年代。砂磨機(jī)自身體積相對較小，可以連續(xù)開展分散操作，運(yùn)行效率較高，進(jìn)而得到了廣泛應(yīng)用，同時，逐漸替代了球磨機(jī)在涂料生作用。
 
砂磨機(jī)主要由五部分構(gòu)成，分別為研磨筒體、分散盤組件、電機(jī)、機(jī)架及主軸。
 
 
3 結(jié)語
環(huán)保水性涂料在應(yīng)用中，并不會對生態(tài)系統(tǒng)造成污染，具有良好的發(fā)展前景，在涂料行業(yè)內(nèi)占比不斷提升。但是環(huán)保水性涂料在實(shí)際生產(chǎn)時，顏料分散依舊采取傳統(tǒng)分散技術(shù)及裝備，生產(chǎn)效率相對低下。本文對環(huán)保水性涂料分散技術(shù)與裝備進(jìn)行了分析研究，了解了不同分散技術(shù)及裝備應(yīng)用優(yōu)勢，希望能夠?qū)Νh(huán)保水性涂料中顏料分散，提供優(yōu)質(zhì)技術(shù)及裝備保證。
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