沉淀:影响颜料沉淀和稳定性的因素

介绍 -The first steps in the pigment dispersion process are wetting 和 separation of the pigment. 然而,如果颜料分散不稳定, 絮凝1 (图. 1、2)会有结果. 絮凝 is a result of pigment 粒子 being attracted to each other to form loose aggregates that can be redispersed under mild shear.

当颜料颗粒相互强烈吸引时,粘结剂或 聚集 粒子的概率. 团聚体 (chemically bound pigment aggregates that are encapsulated by resin or wetting agent) cannot be readily redispersed. 絮凝 在油漆上应用低剪切能逆转吗. 絮凝 会对颜色的显现、光泽和遮盖有不利影响吗.

无花果. 3: Relationship between Primary Pigment Particles, 絮凝 和 Agglomeration2 SOURCE: MDPI.com

获得颜料稳定的两个主要机制是 空间 和 负责. 负责排斥, particle surfaces with like 负责s repel each other (more applicable to 水传播的 systems, 无花果. 4) w在这里as 空间 stabilization is a more common mechanism in solvent born 油漆s (无花果. 5). 适当稳定的颜料分散剂可以防止絮凝和结块.

无花果. 4:电荷斥力稳定机制 陶氏涂料.com
无花果. 5:空间稳定机制 Inkline.gr

Pigment dispersion in aqueous media uses the same principles as inorganic solvent media: that is, 合适的润湿, 颜料分散与稳定. 然而, the 表面张力 of water 和 high polarity makes it more problematic in wetting low polarity pigments. 在许多情况下, 水与颜料表面强烈地相互作用, 使颜料表面的分散剂不稳定. 确保颜料分散均匀稳定(消除颜料) 絮凝 除一种颜料外的其他颜料). 第三, the use of suitable wetting agents/表面活性剂s help to ameliorate differences in polarity 和 表面张力 色素之间的关系 色素不稳定.

氧化铁等无机颜料, 二氧化钛, 碳酸钙, 氧化锌, 和二氧化硅, 碳酸钙 和 barium sulfate 和 many other 填料 pigments have a very polar surface. 然而,仅用水通常不能充分湿润颜料表面. 因此,他们需要一个 表面活性剂 湿润和稳定分散.

也有许多颜料厂家供应 表面处理颜料 帮助颜料稳定. Many manufacturers modify the surface of organic pigment to increase polarity by adding a layer of inorganic oxide to improve pigment wetting.

颜料稳定化的讨论不可能不考虑其作用 色素沉淀 随着时间的推移.  These factors all influence the degree of 色素沉淀 和 resistance to hard settling:

  • 颜料分散的质量
  • 颜料颗粒大小
  • 吸油
  • 形状
  • 分布
  • 色素密度
  • 油漆粘度

A more complete discussion of the impact of each of these parameters on pigment hard settling 和 stability would require several articles to adequately describe.  然而, 无花果ure 6 provides a simplified relationship of pigment 和 油漆 parameters to 色素沉淀.

无花果. 6:参数与沉降的关系

最后, the use of an appropriate thixotrope helps to build sufficient viscosity 和 a 净work structure that discourages pigment hard settling. A suitable thixotrope can improve resistance to hard settling by a few different mechanisms.

  • 通过增加低剪切粘度来提高抗硬沉降能力
  • Forms an association with the pigment to decrease the effective density of the settled pigment layer.

然而, one must be sure that t在这里 is acceptable compatibility between the thixotropic 和 dispersant. Thixotropes commonly used to promote soft settling include clays treated with quaternary ammonium compounds to provide higher organophilicity for solvent born 涂料. 凹凸棒石粘土可用于水性和溶剂型涂料, as the needle like clay 粒子 associate to increase viscosity that easily breaks down under shear. Other polymeric thickeners can be effective by increasing viscosity 和 by promoting readily redispersible soft settling, 如:

  • 细粒二氧化硅
  • 蓖麻油衍生物
  • 基本的磺酸钙
  • 胶态硅酸铝

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Ron Lewarchik,文章作者 & 十大靠谱彩票平台总裁

作为一个特约作家, 罗恩在涂料工业中撰写与配方有关的文章. 他还担任勘探者材料搜索引擎的顾问, advising on issues related to optimization 和 organization materials within the database.

克服漆膜缺陷:原因及补救措施

油漆 film defects can appear during or immediately after application or become more apparent after the 涂层 is cured. 而对于膜缺陷的命名还没有标准的约定, 本文将把薄膜缺陷分为上述两类.

爬行, crafters, crazing - a variety of 油漆 defects can occur after application or curing. 在这里了解原因和解决方案.
银纹的例子.
版权: paylessimages / 123RF库存照片

漆膜缺陷原因

最大数量的油漆缺陷是来自 污垢 粒子1嵌在油漆里. 大多数其他油漆缺陷是由以下原因造成的:

  • 缺乏清洁
  • 表面处理
  • 应用程序错误
  • 对细节的关注

表面张力

许多涂层缺陷都与表面张力问题有关. 表面张力 是液体的弹性倾向使其获得最少吗 表面积 可能的. This occurs when the forces at the interface of a liquid differ from those within the liquid, 这是由于分子在表面受力分布不均匀造成的. 表面张力的常用单位是达因/厘米2 (力/单位面积).

For example, applying a 涂层 with a higher 表面张力 than the substrate may cause 去湿,爬行,打孔,度假  透印.

同样,油漆表面张力的差异也会导致 成坑 or 鱼眼.

表1:油漆溶剂的表面张力

溶剂表面张力达因/厘米
72.8
甲苯28.4
异丙醇23.0
正丁醇24.8
丙酮25.2
甲基丙基甲酮26.6
甲基戊酮26.1
点醋酸28.5

 

表2:用于减少表面缺陷的聚合物的液体表面张力

聚合物mj / m2
保利(dimethylsiloxane)22.6
保利nButyl丙烯酸酯33.7
保利nButyl丙烯酸甲酯31.2

 

高极性分子(e.g. 水)比极性较小的材料具有更高的表面张力(见表1和2)。. 表面缺陷 can often be reduced or eliminated by using small amounts of additives with low 表面张力 such as polydimethyl siloxanes (DMS), 聚丙烯酸丁酯或聚2-乙基丙烯酸己酯. 这些添加剂倾向于迁移到地面,以帮助流动和平整.

表3:可能在应用过程中或应用后不久出现的缺陷

           缺陷外观               原因         补救措施
爬行膜厚不均,脱湿应用于表面张力较低的基材上的高表面张力涂料. 例如,钢的表面有油的油漆
  • 对金属或塑料表面进行适当的清洁
陨石坑/鱼的眼睛涂层表面小而圆的凹陷低表面张力污染物的小颗粒.g. 油、润滑脂、硅油、蜡)或嵌入涂层的基材
  • 适当的喷淋室空气过滤及污染物清除.
  • The addition of surface wetting agents such as DMS 和/or polyacrylates with a low glass transition (Tg).
细裂纹,裂纹涂层上形成小裂纹. 这种情况可能发生在复盖层上,或如果涂料应用于溶剂敏感塑料Application of 涂料 on plastics w在这里 the 油漆 contains strong solvent that solvates the underlying 涂层 layer or plastic substrate
  • 使用不会使塑料开裂或开裂的溶剂.
  • 用合适的溶剂测试基材的耐斑点性.
灰尘、污染涂层表面的小凸起缺陷
  • 表面未仔细清洁.
  • 喷漆间和/或过滤间不干净.
  • 喷淋间压力过低.
  • 不合适的工作服.
  • 油漆过滤不足
  • 确保涂装环境的清洁
失去光泽,脸红低光泽度或白色雾区Humidity condenses on the wet 油漆 due to the cooling effect of solvent evaporation when the substrate temperature is below the dew point. 原因:

  • 不合适的还原剂
  • 烘箱内空气流通不良
  • 薄膜厚度过高或过低
  • 适当的湿度控制

 

斑点状阴影金属涂料外观不均匀
  • 脏喷枪喷嘴
  • 不正确的空气压力
  • 不正确的减速机
  • 错误的喷雾技术
  • 不正确的喷雾粘度
  • 使用合适的粘度杯获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和保养喷枪.
  • 在应用程序 maintain spray gun parallel to the substrate 和 maintain correct distance from gun to substrate.
  • 遵循技术数据表的指示.
可怜的藏·油漆覆盖不均
  • 非均匀衬底表面
  • 涂料覆盖不均匀或不充分,掩盖了基材的颜色
  • 均匀和充分的涂料应用,以获得适当的隐藏.
运行和凹陷滴和凹陷
  • 油漆 applied too thick or too wet to a vertical surface 和 the force of gravity overcomes the forces resisting the downward flow of 油漆 (viscosity).
  • 温度过低,使溶剂适当挥发(溶剂生漆), 或湿度过高(水性漆).
  • 用适当的增稠剂调整油漆的低剪切粘度.
  • 根据环境条件使用适当的减速剂和粘度调节剂.
  • 调整喷枪,涂抹更薄的湿涂层. 如果是水性涂料,请在湿度较低的环境中施工.
跳过/假期不完整的油漆覆盖
  • 油漆涂得太薄
  • 基材表面张力低的微小区域, 造成影片流量和覆盖面不足.
  • 适当的油漆应用和确保表面清洁.
分段,带油漆外观不均匀的条纹.g. 不同的颜色)油漆不均匀的应用程序
  • 使用合适的粘度杯获得喷雾粘度.
  • 定期清洁和保养喷枪.
  • 在应用程序, 保持喷枪与基板平行并保持正确的距离
透印通过涂层突出被涂层基板的表面. 指纹等缺陷, 基板上的砂划痕和水斑点在涂层表面变得清晰可见在具有较低表面张力的基材上喷涂具有较高表面张力的涂层. e.g. 基材表面的指纹或硅油.
  • Ensure that the substrate is thoroughly clean 和 absent of low 表面张力 oils 和 fingerprints.
起皱,起重,短吻鳄在涂大衣的时候, 现有的漆膜会枯萎, wrinkles or swells; may also occur during drying.新油漆中的溶剂使底漆面漆膨胀.
  • 允许底漆有足够的固化时间
  • 确保新漆与底漆兼容
  • 正确使用新油漆(不要太湿).

 

表4:修复后更明显的缺陷

缺陷外观原因补救措施
滞留空气类似于溶剂爆裂或气泡油漆水平低时,油漆泵抽气. 在双组分聚氨酯中,存在的水分与异氰酸酯反应产生一氧化碳2 一代.
  • 适当注意涂装线的状况.
  • Ensure use of urethane grade solvents 和 proper spray gun air filtration through desicant.
  • 涂料中水分清除剂的添加.
巴纳德的细胞固化漆膜表面的六角形图案.Convection pattern from pigment segregation as a result of 表面张力 differentials调整配方以克服水浸和表面张力差
水泡Bubbles near the surface of a film during oven cure that do not break through the surface.薄膜表面的粘度增加到一个很高的水平, 降低挥发性溶剂的浓度.
  • 适当的烘箱分期使溶剂缓慢释放.
  • In an acid catalyzed system, use an acid salt to slow the cure 和 enable solvent release.
  • 在烘烤前增加闪光时间.
  • 使用蒸发速度慢的溶剂.
  • For spray application, apply additional thinner coats to build film rather than fewer thick coats.
  • 对水性涂料, 使用脱水烘烤低于沸点的水, 接着是第二次烘烤固化.
橙皮类似于橘子表面轮廓的粗糙表面油漆 applied at high viscosity or under conditions deleterious to proper flow 和 leveling.
  • 根据技术参数表,使用正确的降黏剂将涂料调到合适的粘度.
  • 适用于适当的流体输送速度和雾化空气压力.
溶剂的流行在烤箱固化过程中,薄膜表面破裂的气泡不会流出来薄膜表面的粘度增加到一个很高的水平, 降低挥发性溶剂的浓度. 当溶剂挥发时,气泡会破开表面.
  • 适当的烘箱分期使溶剂缓慢释放.
  • In an acid catalyzed system, use an acid salt to slow the cure 和 enable solvent release.
  • 在烘烤前增加闪光时间.
  • 使用蒸发速度慢的溶剂.
  • For spray application, apply additional thinner coats to build film rather than fewer thick coats.
  • 对水性涂料, 使用脱水烘烤低于沸点的水 followed by a second higher bake to cure.
  • Lastly, the use of lower Tg resins along with lower dry film thickness decrease popping.

 

搜索 探勘者 用于制定补救措施以克服漆膜缺陷:

缺陷解决材料
爬行和衬底湿润
环形山和鱼眼
  • PDMS
  • polyalkyl丙烯酸酯
运行和凹陷
透印
滞留空气
溶剂的流行,水泡三聚氰胺固化系统:

 

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作为一个特约作家, 罗恩在涂料工业中撰写与配方有关的文章. 他还担任勘探者材料搜索引擎的顾问, advising on issues related to optimization 和 organization materials within the database.