3.2 吸光度与分散性的关系
吸光度可以反映出粉体在水中的解絮凝能力。在分散液相同位置处,当吸光度越大时,表明分散液浓度越高,即粉体在水中的悬浮稳定性越好,粉体的解絮凝能力越强。相反,当吸光度越小时,表明分散液浓度越低,粉体在水中发生沉降的量越多。
图1粉体在水中的分散状态
空白表示未改性钛白;改性表示改性后钛白;对比表示市场对比钛白
Fig.1 The dispersion of TiO2 in water
(Left:Original TiO2; Middle: Modified TiO2;Right:The commercial TiO2)
表2 吸光度测定
Table2 Absorbance test
改性剂 | 无 | DS-192L | 市场对比样 |
吸光度 | 0.102 | 0.358 | 0.117 |
通过表2吸光度测试数据可知,采用改性剂DS-192L和DS-192P改性的钛白粉吸光度数值明显增大,说明DS-192L和DS-192P均达到良好的改性效果,粉体的悬浮稳定性提高,解絮凝能力提升。
3.3 沉降与分散稳定性的关系
沉降实验可以直观反映出粉体在分散液中的稳定程度。实验采用重力沉降法测试其分散液稳定性。对于相同浓度的分散液而言,清水层高度越小,说明沉降率越低,粉体在水中的分散稳定性越好。
图2超声分散后粉体的沉降对比
(A:未改性钛白;B:改性后钛白;C:市售钛白)
Fig.2 Comparison of settlement condition after ultrasound dispersion
(A: Original TiO2; B:Modified TiO2; C:The commercial TiO2)
从图2可知,改性后钛白粉没有出现清水层,而未改性钛白粉和对比样均出现了明显的水层。说明改性粉体在水中的分散稳定性明显提高。
3.4 粘度与分散稳定性的关系
当分散液浆料的颜料承载量越高时,粉体颗粒之间的距离减小,碰撞几率增大,分散液的粘度也会随之升高。而分散剂吸附于粉体颗粒表面时,能够有效降低颗粒之间的相互碰撞,使体系的粘度降低。但是,当分散剂的用量不足时,分散剂分子可能会同时吸附于多个颗粒表面而形成聚沉,此时分散液的粘度会逐渐增大。因此,当分散液的粘度较低,浆料的流动性良好时,分散液的稳定性越好。
色浆分散实验进行了以下三组实验:
表3 色浆分散实验
Table 3 Stability test of aqueous paste
实验编号 | 粉体类型 | 涂易乐®DS-194H添加量 |
1# | 空白钛白粉 | 2% |
2# | 空白钛白粉 | 6% |
3# | 改性钛白粉 | 2% |
测试粘度变化得到图3如下:
图3粘度变化曲线
Fig.3 Viscosity curve
通过图3分散浆料粘度变化曲线可知,进行研磨分散实验时,改性后的钛白粉只需较少的分散剂即可达到很好的降粘效果。而且在储存过程中,分散液的粘度没有发生明显升高,说明浆料没有发生明显的聚沉现象,分散液的稳定性较好。
结语
(1)通过实验证明,包覆后粉体在水中的解絮凝能力提升,能够达到快速分散的目的。
(2)改性钛白粉制成的分散液的分散稳定性明显提高。
(3)经过涂易乐®DS-192L和DS-192P包覆后的钛白粉在色浆制备过程中,所需分散剂的用量大幅减少。
(4)涂易乐®DS-192L和DS-192P是比较适合于制作易分散的钛白粉。
参考文献
1. 王卉,渠毅.中国涂料行业VOC污染控制政策法规研究及国内外相关法规对比分析[J].现代涂料与涂装,2016.19(12):28-31.
2. 肖勇丽.钛白粉在涂料中的应用概述[J].四川冶金,2014.36(1):9-13.
3. 姚文静.近期国内外钛白粉市场[J].中国钛业,2017.1:11-15.
4. 李礼,陈新红,杜剑桥等.水性涂料中钛白粉颜料性能与应用性能的关系[J].现代涂料与涂装,2014.17(11):14-17.
5. 王瑥. 钛白粉表面包覆的表征及机理[D]. 云南:昆明理工大学,2011.
6. 张智涛. 钛白粉表面包膜改性技术研究[D]. 云南:云南大学,2013.
7. 陈隆. 金红石型钛白粉无机-有机包覆及耐候性研究[D]. 湖南:湖南工业大学,2016.
8. 肖进新,赵振国.表面活性剂应用原理[M].北京:化学工业出版社,2015.227-247.
9. Milton J. Rosen ,Joy T. Kunjappu. Surfactants and Interfacial Phenomena[M].崔正刚,蒋建中.第四版.北京:北京工业出版社,2015.248-261.