涂料實際上是近代工業(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),人們日常生活及工業(yè)發(fā)展都發(fā)生了顯著轉變。在精細化學產(chǎn)品引領之下,原有油漆品質得到了顯著提升。近幾年,涂料銷售數(shù)量在化學工業(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)濟發(fā)展建設中的重要作用。
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,自身物理性能及化學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合;面漆需要具有良好的絕緣性及裝飾性。按照經(jīng)濟因素及實際要求,應該首先對成膜物進行選擇,進而再對其他組成成分進行分析。
1.2 分散稀釋劑
正常情況下,成膜物質黏度都相對較大,屬于高分子聚合物。有機溶劑作為分散介質,具有協(xié)調涂料黏度,讓成膜物分散成為液體的作用,保證涂料可以直接施工應用。涂料施工及成膜完畢之后,有機溶劑將會揮發(fā)到大氣內,成膜物質將會在物體表面形成保護膜。涂料內揮發(fā)物主要為水和有機溶劑,但是有機溶劑在揮發(fā)之后會造成環(huán)境污染,應該對使用數(shù)量進行嚴格控制。
1.3 顏料及填料
顏料及填料,在實際應用過程中無法單獨成膜,需要借助有關手段將其和成膜物質相融合,在涂料固化之后成膜。換言之,涂膜在顏料及涂料中的應用,充當輔助物質作用。
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、抗化學性能上也具有良好的作用。填料,也被稱之為體質顏料,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與裝備
2.1 顏料及填料分散機理
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,但是實際上并不容易。色漆屬于粘稠性漆料,主要由溶劑和助劑構成,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,而是應該借助有效分散手段,分散到漆料結構內。
從廣義層面來說,固體物質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)內應用,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用漆料替代水分及空氣,同時,在顏料顆粒表面構成包覆膜。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遠不夠的,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面積。借助外力施加,讓顏料恢復到原級顆粒的過程,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穩(wěn)定分布,主要借助兩種機理實現(xiàn),這兩種機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。
顏料顆粒正負離子在吸附之后,會逐漸向相反溶液轉移,進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,是涂料眾多分散裝備中結構最為簡單的一種。在運行過程中和砂磨機相結合充當顏料預混合裝備,在部分情況下,高速分散機也可以成為單獨顏料分散裝備。高速分散機中最為關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,每一個齒面在運行中都會產(chǎn)生沖擊力。實際上,物料從齒面內部向邊緣運動,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。
高速分散機優(yōu)勢為:結構簡單,實際操作及后期養(yǎng)護便捷,生產(chǎn)效率較高,伴隨著高速分散機裝備類別不斷增加,進而應用范圍越加廣泛。
砂磨機產(chǎn)生于上世紀50年代后期,首次在我國應用是上世紀60年代。砂磨機自身體積相對較小,可以連續(xù)開展分散操作,運行效率較高,進而得到了廣泛應用,同時,逐漸替代了球磨機在涂料生作用。
砂磨機主要由五部分構成,分別為研磨筒體、分散盤組件、電機、機架及主軸。
3 結語
環(huán)保水性涂料在應用中,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)內占比不斷提升。但是環(huán)保水性涂料在實際生產(chǎn)時,顏料分散依舊采取傳統(tǒng)分散技術及裝備,生產(chǎn)效率相對低下。本文對環(huán)保水性涂料分散技術與裝備進行了分析研究,了解了不同分散技術及裝備應用優(yōu)勢,希望能夠對環(huán)保水性涂料中顏料分散,提供優(yōu)質技術及裝備保證。