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钛白粉吸水量检测方法详解

嘉峪检测网        2021-02-19 17:32

作者:袁秀香,李静

 

引言

 

在钛白常规检测中,一项重要检测指标是吸油量,即是指100g钛白粉达到完全润湿时所需油的最少用量。吸油量是钛白重要的颜料特性之一,涉及到钛白粉在展色剂中的填充状态,并能够说明它在介质中的分散性能。而针对水性涂料体系产品的常规检测指标吸水量的检测方法目前尚未开发,吸水量检测既没有相关国家标准,也没有系统的检测方法。

分散性是钛白粉以及颜料生产商首要关心的重要指标,再优秀的颜料如果没有好的分散性为前提,其功效也都将大打折扣。在涂料生产的过程中,钛白粉分散的好坏直接影响着水性涂料的储存稳定性、涂膜外观和涂装作业难易等。

一般情况下,钛白粉的吸水量越低,它的颜料和应用性能就越好。因此,钛白粉吸水量的大小也影响其水分散性。当钛白粉吸入较多的水分时,它和钛白粉表面的羟基结合,削弱了表面的电负性,使得两相中的高分散性减弱,同时分散稳定性也降低。因此,对钛白粉吸水量检测方法开展研究对钛白粉的品质评价具有积极意义,对钛白粉的实际应用具有现实作用。

 

1 .吸水量的原理及实验方法

 

1.1 吸水量的定义和影响

颜料吸水量的检测意义是用来确定在将颜料研磨时所用的水的最低用量。是指完全浸润100g颜料所需的水的最低用量。吸水量反映的是钛白粉在水性乳胶漆中的应用性能。它是水性涂料体系中配方确定的一个重要的参考数据。涂料中颜料吸水量的高低影响到体系的PVC值、黏度、干燥速度等一系列的应用指标,特别是在高PVC的一些涂料中,配方的选择必须严格控制颜料的吸水量。

 

1.2 检测方法

 

1.2.1 调刀压研测定吸水量

 

准确称取待测样品,置于干净的磨砂玻璃板或大理石板上,边滴加纯水(前期每次可滴加10 滴或更多),边用调刀充分挤压混合,以后每次滴加1 滴,充分挤压混合。当颜料被润湿成不破裂、不分散,能被调刀刮起的膏状物时即达到充分润湿的终点。此时记下所用纯水的量,并折合成100 g 待测样做好记录。测试须在15~ 20 min 内测量完毕。每个样进行5 次平行测量,并记录数据。

 

1.2.2 流动法测吸水量

取100ml烧杯,称取待测样品,用滴管一边滴加纯水一边用玻璃棒搅拌,当提起玻璃棒,料浆呈连续的线状垂下的流动状态时为测试终点,用100g钛白粉颜料所要的纯水量来表征。

 

1.3 分析结果的表述

 

吸水量用100克钛白粉吸收的水的克数表达。计算公式如式(1)。

吸水量= M2/ M1× 100 (g/100g)          式(1)

其中M1为钛白粉的质量, M2为纯水的质量。

 

1.4  影响颜料吸水量的因素

 

影响颜料吸水量的因素为颜料被水浸润的难易程度、比表面积、粒度分布等。

 

2.实验材料及设备

 

钛白粉(R-931):科幕;纯水:市售;0.5%六偏磷酸钠水溶液:自制。

电子天平(精确至0.01g);玻璃板:尺寸不小于300mm×400mm;调刀:钢制;锥形刀身,最宽处为20~25mm,最窄处不小于12.5mm;烧杯(100ml);滴管:容量10ml,分度值0.05ml;玻璃棒等。

 

3 .结果和讨论

 

3.1不同检测方式对吸水量的影响

 

针对研压法和流动法检测方法的不同进行试验,为了检测的准确性,选取比较稳定的进口产品(科幕R-931)来进行相关测试,为了检验的准确性,每个样品进行5次重现性实验,检测结果如表1所示。

 

钛白粉吸水量检测方法

 

从表1可以看出,两种检测方法检测的吸水量结果相差不大,流动法测吸水量的准确度和精确度要大于研压法。因此,用研压法检测的准确度和精度都高于流动法;下一步将对研压法进行持续研究。

 

3.2 颜料样品水份对测量结果的影响

 

由于钛白粉颜料的表面自由能特别高,所以颜料表面吸水是必然的。水分的存在,影响颜料在涂料生产过程中的研磨分散性。随着水分的增加,在剪切分散的过程中需要较大的动能,不易剪切分散均匀。一般情况下,水性涂料专用钛白因其亲水性,放置过久容易吸收空气中的水分,为了测量水分对吸水量是否有影响,需要在105℃的烘箱中保温4h,然后放入干燥器中冷却至室温,与未烘样品进行对比测量,结果见图1。

钛白粉吸水量检测方法

 

从图1可以看出,水性涂料专用钛白吸水性较强,建议将放置后的钛白粉样品按照以上方法干燥处理后再进行检测。

颜料的水份与吸水量的对比情况见表2。

钛白粉吸水量检测方法

从表2可以看出,颜料的水份与未烘干吸水量有一定的对应关系,但与烘干后吸水量无对应关系。

 

3.3 分散剂(六偏磷酸钠)对吸水量的影响

 

六偏磷酸钠能够提高钛白粉在水性体系中的分散性,使钛白粉在水中更加容易浸润,从一定程度上降低了颜料的吸水量,影响情况见图2。

钛白粉吸水量检测方法

从图2可以看出,在纯水中加入0.5%的六偏磷酸钠后,再进行吸水量的检测,样品的平均吸水量降低约3个点,且相对误差较小。技术人员通过对粉料的研压,也可以感觉出,加入六偏磷酸钠后操作要省力一些,终点判断更容易。

 

 

3.4 不同试样量对吸水量的影响

 

分别称取5.0 g、10.0 g、15.0 g金红石型钛白粉,应用研压法检测其吸水量,试验结果见图3。

钛白粉吸水量检测方法

从图3可以看出,随着钛白粉质量的增加,吸水量也略有增加,稳定性也有所减低,并且增加样品用量也是一种浪费,所以在吸水量的检测中,选取5.0g样品足够。

 

4.结语

(1)通过吸水量检测所用两种不同方法研究发现,两种方法检测结果相差不大,流动法测吸水量的误差要大于研压法检测的误差;

(2)通过对实验样品105℃保温处理后检测其吸水量,发现样品吸水量增加,为了检测的准确性,建议样品吸水量检测在烘干后进行;

(3)在纯水中加入0.5%的六偏磷酸钠后再进行吸水量的检测,样品的平均吸水量降低约3个点,且相对误差较小;

(4)随着试样质量的增加,吸水量稳定性并没有提高,建议在吸水量的检测中,称取5.0g样品进行检测;

(5)通过研究不同的检测方法、保温操作、是否加分散剂和不同质量试样吸水量研究后发现,应用研压法,称取5.0g样品烘干后用含六偏磷酸钠0.5%的纯水来检测吸水量,能够达到相对准确、稳定的测试结果。

 

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来源:涂料工业