1.顏料在樹(shù)脂中的分散
涂料是由樹(shù)脂、顏料、溶劑和助劑組成的，有顏料的涂料叫色漆。初看起來(lái)，只要將樹(shù)脂、顏料、溶劑等混合成均勻體系，將其涂布于工件表面上，形成一層均勻薄膜就可以了。但實(shí)際上要達(dá)到這一目的并非易事。在涂料體系中，相界面非常多，各組成間的相互作用十分復(fù)雜，這種體系極不穩(wěn)定，容易發(fā)生分離現(xiàn)象。而色漆的生產(chǎn)就是要得到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的、分離現(xiàn)象被消除或大大延緩的液態(tài)體系。這種液態(tài)體系仍是非均相的，但看上去是均勻的，施工后的漆膜是均勻的，各部分的性能也是一致的。為此，色漆的生產(chǎn)必須通過(guò)有效的加工將顏料均勻地分散在樹(shù)脂中，形成以顏料為分散相，以樹(shù)脂為連續(xù)相的非均相分散體系。保證顏料始終處于良好的分散狀態(tài)，是色漆制造的首要問(wèn)題，也是難點(diǎn)和涂料制造的精彩部分。
2.顏料的分散過(guò)程
顏料在樹(shù)脂中的分散過(guò)程比較復(fù)雜，它至少要經(jīng)過(guò)三個(gè)過(guò)程，即潤(rùn)濕過(guò)程、解聚過(guò)程和穩(wěn)定過(guò)程。這三個(gè)過(guò)程不是截然分開(kāi)的，而是同時(shí)發(fā)生、交替進(jìn)行的。三者的關(guān)系是：潤(rùn)濕是基礎(chǔ)，解聚是為了更充分地潤(rùn)濕，而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)是目的。
2.1 顏料的潤(rùn)濕過(guò)程
顏料顆粒表面一般都吸附著一層空氣和水分，顆粒間的空隙也被空氣所填充。顏料分散的首要前提是用樹(shù)脂取代空氣和水分，并在顏料的表面上形成一種新的色覆膜。這種用樹(shù)脂取代空氣和水分并在顏料表面形成新的色覆膜的過(guò)程稱作潤(rùn)濕過(guò)程。不同的樹(shù)脂種類對(duì)顏料的潤(rùn)濕不同，如醇酸樹(shù)脂的潤(rùn)濕能力一般比丙烯酸樹(shù)脂好。顏料的種類不同，其被潤(rùn)濕的能力也不同。在涂料中加入潤(rùn)濕分散劑助劑，能大大改善顏料的潤(rùn)濕。將漆漿靜置過(guò)夜(預(yù)浸泡)再進(jìn)行研磨，也有利于潤(rùn)濕分散。
2.2 顏料的解聚過(guò)程
涂料廠購(gòu)入的顏料均以其原級(jí)粒子、附聚體和聚集體的混合體存在。原級(jí)粒子是顏料制造過(guò)程中形成的單個(gè)晶體或締合晶體，粒徑是微細(xì)的附聚體是原級(jí)粒子間以邊和角相連接結(jié)合而成的結(jié)構(gòu)松散的大的顏料粒子團(tuán)。聚集體是原級(jí)粒子間以多面相結(jié)合或晶面成長(zhǎng)在一起的結(jié)構(gòu)緊密的大的顏料粒子團(tuán)。附聚體大多是顏料生產(chǎn)在干燥和隨后的干磨過(guò)程中形成的。聚集體是顏料生產(chǎn)的成熟化階段形成的。附聚體和聚集體合稱為顏粒的二次粒子。
僅僅將顏料潤(rùn)濕是不夠的，因?yàn)檫@種大粒徑而小表面積的粒子團(tuán)不能形成穩(wěn)定的分散狀態(tài)，必須施以外加機(jī)械力將這種大顆粒解聚，使其恢復(fù)或接近恢復(fù)到原級(jí)粒子的大小，以顆粒大表面積的形式暴露在漆料中，并使其所有暴露出來(lái)的表面都被樹(shù)脂潤(rùn)濕。這種借助外加機(jī)械力，將二次粒子恢復(fù)成或接近恢復(fù)成原級(jí)粒子的過(guò)程，叫解聚過(guò)程。
顏料的解聚是色漆制造中主要的、消耗能量的工序，它需要借助外界機(jī)械力才能進(jìn)行，這種機(jī)械力由研磨分散設(shè)備提供，即通常所說(shuō)的砂磨機(jī)、球磨機(jī)、三輥機(jī)和高速分散機(jī)等。研磨分散的效率將直接影響色漆生產(chǎn)線的單位時(shí)間產(chǎn)量和能量消耗。如何爭(zhēng)取在盡量短的時(shí)間內(nèi)消耗盡量少的能量和生產(chǎn)出盡量多而穩(wěn)定性好的研磨色漿，是色漆生產(chǎn)時(shí)對(duì)顏料解聚效果所追求的目標(biāo)。要提高研磨分散效率，通常需具備：
(1)有個(gè)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的色漆標(biāo)準(zhǔn)配色，包括樹(shù)脂、顏料、適宜溶劑和潤(rùn)濕分散劑的正確選用；
(2)以合理的研磨漆漿組成(即樹(shù)脂、顏料和溶劑的適宜比例)進(jìn)行研磨漆漿的分散作用；
(3)結(jié)合色漆品種選用的研磨分散設(shè)備，提供設(shè)備的參數(shù)和科學(xué)的操作方法，如我司的液壓籃式研磨機(jī)、臥式砂磨機(jī)等；
(4)確定合理的工藝操作規(guī)程，正確操作，科學(xué)管理。
2.3 顏料的穩(wěn)定過(guò)程
已被潤(rùn)濕和解聚的顏料顆粒分布到大量的樹(shù)脂中，這樣就有足夠的樹(shù)脂包覆在顏料粒子周圍并將其彼此隔離開(kāi)來(lái)，從而減小了顏料粒子間的作用力，避免了顏料顆粒的相互接觸，從而使體系穩(wěn)定下來(lái)。這種被潤(rùn)濕和解聚的顏料顆粒被足夠厚的、連續(xù)的、小揮發(fā)的成膜物質(zhì)地分散開(kāi)來(lái)，使分散體系在無(wú)外加機(jī)械力的作用下，也不會(huì)出現(xiàn)顏料粒子再次聚結(jié)形成大顆粒的過(guò)程，叫顏料的穩(wěn)定化過(guò)程。有兩種穩(wěn)定作用使顏料粒子穩(wěn)定，即電荷穩(wěn)定作用和空間位阻穩(wěn)定作用。
2.3.1 電荷穩(wěn)定作用
很多顏料粒子可選擇性地吸附帶正電荷或帶負(fù)電荷的離子， 使顏料粒子表面帶同種電荷， 同種電荷的相互排斥作用使顏料粒子穩(wěn)定。在分散劑的作用下這種選擇性的吸附更加明顯，因此，合適的分散劑能顯著提高分散研磨效率，也使體系更加穩(wěn)定。
2.3.2 空間位阻穩(wěn)定作用
顏料顆粒被解聚的同時(shí)，新暴露出來(lái)的表面被樹(shù)脂潤(rùn)濕，從而使顏料顆粒表面被足夠的樹(shù)脂膜包覆起來(lái)，這會(huì)給運(yùn)動(dòng)中的顏料粒子相互接觸碰撞帶來(lái)阻礙，這就是位阻作用。一定量的高分子類分散劑能有效地將顏料粒子包覆起來(lái)。這種分散劑由兩部分組成，一部分是可以潤(rùn)濕顏料并錨定在顏料粒子上的官能團(tuán)，另一部分是被溶劑化的大分子鏈并從顏料粒子表面伸長(zhǎng)出來(lái)，這種大分子鏈會(huì)產(chǎn)生有效的位阻效應(yīng)。
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