Лако-красочные материалы — производство

Пигменты поставляются изготовителю лакокрасочных мате­риалов в большей или меньшей степени в форме сухих порошков, которые по различным причинам содержат множество пигментных агломератов и агрегатов. Цель диспергирования пигментов со­стоит в разрушении этих агломератов и агрегатов и в обеспечении полного смачивания поверхности пигмента жидкой средой лако­красочного материала, что предотвращает последующую флоку­ляцию пигмента.

Достижение требуемых оптических свойств пленки сильно зависит от качества диспергирования пигментов, поэтому важно оптимизировать условия этого процесса.

Хотя основные принципы диспергирования пигментов хоро­шо известны, применить их для оптимизации условий дисперги­рования на практике часто бывает трудно. В работах [58, 59] дан обзор этих принципов и причин, влияющих на флокуляцию пиг­ментов в лакокрасочных материалах. В японской работе [60] рассматриваются методы определения размеров частиц и их рас­пределения, а также степени диспергирования. Паттон [61] рас­сматривает практические аспекты этих процессов.

Основываясь на реологии дисперсий, можно сформулировать ряд принципов. Во-первых, эффективность помола зависит от ко­личества диссипированной механической энергии. Для ее макси­мизации необходимо, чтобы средняя вязкость в смеси пигмент — среда должна быть как можно более высокой, т. е. содержание пигмента в лакокрасочном материале должно быть высоким. Пределом Является эффективная объемная доля около 0,64, когда достигается критическая упаковка пигментных частиц и смесь быстро стаао&ится — — подобной твердому—^телу. Н-а практике этот предел снижается настолько, насколько велика доля анизотроп­ных пигментных частиц, агломератов, агрегатов.

Начальный эффективный объем, занятый пигментными части­цами, будеТ больше, чем общий эффективный объем отдельных частиц из-за объема, занимаемого пигментными агрегатами и агломератами. По мере разрушения последних при диспергирова­нии эффективный пигментный объем уменьшается, и вязкость системы падает. Кроме того, часть механической энергии рас­сеивается в виде тепла, и, если его не отводить, уменьшение вяз­кости будет прогрессировать. Общим результатом этого снижения вязкости является уменьшение диссипирования механической энергии при диспергировании, что приводит к уменьшению эффек­тивности диспергирования. Таким образом, время достижения постоянной вязкости при диспергировании может быть исполь­зовано для оценки эффективности процесса диспергирования. Однако, нужно отметить, что изменение размеров частиц и рас­пределения частиц по размерам может наблюдаться без значи­тельного изменения эффективного объема и, следовательно, рео­логических свойств дисперсии. Для измерения этих характеристик более подходят нереологические методы [60].

Реологические методы для исследования процесса дисперги­рования использованы многими авторами. Остерл [62] применил их для изучения характера диспергирования и эффективности различных видов диспергирующего оборудования. Маккей [63] изучил эффективность различных диспергаторов в процессах диспергирования органических пигментов; Хиртджис и Смите [64] использовали реологические измерения для изучения диспер­гирования двуокиси титана в алкидном связующем, обратив ос­новное внимание на роль молекулярной массы алкида и присут­ствие жирных кислот. В работах [17, 65, 66] рассмотрены вязко — эластические свойства пигментных дисперсий, и с помощью этих свойств изучены направления процессов диспергирования в шаро­вых мельницах, проведена оценка природы взаимодействия пиг­ментных частиц, а также эффективность диспергаторов.