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涂料技术

超支化分散剂制备超细涂料的工艺及其应用

时间:2011-04-11 11:28:12 来源: 作者:王健编辑 点击:
2.1.2颜料质量分数的影响

颜料用量对体系粘度有明显影响

由图4所示,颜料用量对体系粘度有明显影响,颜料用量在3%之内时,粘度变化不大,维持在较低粘度的状态,当增加到4%时,粘度急剧增加。随着体系中颜料量增多,在受到外界剪切力作用时,颜料颗粒表面的接触机会增多,颗粒间摩擦增加,导致体系内摩擦系数增加。

随着颜料用量的增加,粒径缓慢变小,粒度分布缓慢变大

图5数据显示,随着颜料用量的增加,粒径缓慢变小,粒度分布缓慢变大,颜料质量分数在3%处有一较佳值。这是因为随着颜料用量增加,在超声处理过程中,颜料颗粒碰撞、摩擦的机会增多,除了超声波对颜料的作用力以外,还有颜料颗粒间的剪切力,这使得颜料颗粒能获得更充分的粉碎分散,获得更小的粒径。但是,高颜料浓度的体系中,难免有部分颜料颗粒没有得到充分的粉碎,这使得体系中有过大和过小颗粒存在,粒径分布不均匀,PDI增大。体系稳定性先变小后增大,结果如图6所示,在低质量分数区间,由于颜料颗粒较少,碰撞、团聚机会较少,体系具有较高稳定性。在高质量分数区间,体系稳定性较差,但随着颜料质量分数的增加,体系粘度增加,根据沉降公式,颗粒沉降速度与粘度成反比,因此体系中颗粒沉降速度随粘度增加而减小,即体系稳定性随粘度增加而增加。

2.1.3超声分散时间的影响

本实验将超声波粉碎机功率设为800W,研究超声时间对分散体系性能的影响。

分散时间对粒径的影响明显

由图7可以看出,分散时间对粒径的影响明显。5min时,颜料的粒径为279.2nm,到40min时,粒径己降为217.0nm;颜料的粒度分布变化也较大。随着时间的增加,颜料粒子的粒径及粒度分布进一步降低,最终趋于稳定。由于在功率一定的情况下,超声波粉碎颜料粒子主要依靠时间来实现。因此,延长超声时间可以有效地降低颜料粒径,这在开始的时候尤为明显。此后,超声时间虽然增加,但由于受机械本身及颜料分散体系的限制,颜料粒子很难被进一步粉碎,且颜料粒子粒径变小,其表面能会相应变大,体系不稳定,颜料粒子重新聚集,粒径变大。因此,超声时间不宜过长。本实验条件下,超声时间40min为较佳条件。

2.2超细涂料染色性能

用超支化分散剂和阴离子分散剂制备得到颜料粒径分别为290和330nm的分散体系,并配成染液对棉织物进行轧染,测试K/S值及各色度值,结果见表1,干、湿摩擦牢度及皂洗牢度结果见表2。

测试K/S值及各色度值

在相同颜料浓度下,超支化分散剂体系染得的织物较浅,这是因为超支化分散剂的水溶性不如阴离子分散剂,与织物亲和力不够,超支化分散剂携带颜料颗粒较难与织物表面相作用并紧密结合,因此得色不深。明度随着K/S值增加而减小,饱和度即彩度随之增加。

干、湿摩擦牢度及皂洗牢度

表2数据显示随着颜料质量分数的增加,K/S增加,各种牢度下降,超支化分散剂色浆染得的织物皂洗牢度优于阴离子的,而摩擦牢度较差。这是因为作为颜料载体的超支化分散剂,与织物之间既没有化学键作用力也没有静电引力,外界也没有提供粘合剂之类的添加剂,因此颜料与织物不能很好的结合,在受到外界机械力的作用下,极易从织物上脱落,造成摩擦牢度较低。由于超支化分散剂亲水性较阴离子分散剂差,因此在皂洗过程中,被分散剂包覆的颜料不易从织物向皂液中移动,因此其皂洗牢度较好。

3·结语

超支化分散剂HPD对颜料有较好的分散效果,在HPD为15%(对颜料重),颜料质量分数2%,超声时间40min条件下,可制得颜料颗粒粒径为210nm,离心稳定性为83.4%,体系粘度为1.88mPa·s的超细涂料。用该涂料配成染液进行涂料染色,染得的织物较浅,织物皂洗牢度较好,摩擦牢度较不理想。超支化分散剂作为一种新型的具有潜力的分散剂,其应用、工艺、性能仍需要进一步摸索。


关键词: 超支分散剂制备
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