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颜料分散性评价标准方法介绍及应用示例——由着色力变化评定着色颜料分散性

嘉峪检测网        2024-04-11 15:41

分散性指的是颜料分散于介质中的难易程度,是颜料产品的重要应用性能之一。目前颜料应用于漆基体系的分散性评价标准有系列标准GB/T 21868.1~6—2008(分别等同采用ISO 8780-1~6:1990)及GB/T 21867.1~3—2008(分别等同采用ISO 8781-1~3:1990)。
 
GB/T 21868《颜料和体质颜料 评定分散性用的分散方法》分为6个部分:
 
第1部分:总则;
 
第2部分:用振荡磨分散;
 
第3部分:用高速搅拌机分散;
 
第4部分:用砂磨分散;
 
第5部分:用自动平磨机分散;
 
第6部分:用三辊磨分散。
 
第1部分(总则)对评定分散性用分散方法和评定方法的常用术语进行了解释,对影响测试结果的因素(采用的漆基体系、分散方法和评定方法)进行了说明。
 
第2部分(用振荡磨分散)适用于低黏度研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有油漆调制机,此法通过振荡使研磨球在研磨料中作自由运动,将颜料分散于介质中。
 
第3部分(用高速搅拌机分散)适用于高黏度研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有高速搅拌机,此法通过高速搅拌机高速旋转对研磨料形成高剪切力,使颜料分散于介质中。    
 
第4部分(用砂磨分散)适用于低、中黏度的研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有砂磨,此法通过搅拌带动研磨球在研磨料中作自由运动,使颜料分散于介质中。
 
第5部分(用自动平磨机分散)适用于高黏度研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有自动平磨机,此法将研磨料置于磨板间,通过在自动平磨机磨板上施加一定负载,以板的旋转使颜料分散于介质中。
 
第6部分(用三辊磨分散)适用于较宽范围的高黏度研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有三辊磨,此法通过调节三辊磨辊子之间的接触压力使研磨料均匀分布于辊子之间,辊子转动使颜料分散于介质中。
 
上述6个部分中,第1部分是其他5个部分的基础。第2~6部分分别介绍了5种分散方法,分别适用于不同黏度研磨料的分散。 
 
GB/T 21867《颜料和体质颜料 分散性的评定方法》分为3个部分:
 
第1部分:由着色颜料的着色力变化进行评定;
 
第2部分:由研磨细度的变化进行评定;
 
第3部分:由光泽的变化进行评定。
 
第1部分(由着色颜料的着色力变化进行评定)适用于着色颜料分散性的评定。主要内容为在规定的条件下,将试验颜料和商定的参照颜料分阶段地分散至商定的漆基体系中。在每个渐进的分散阶段后,取出部分研磨料分别与白色颜料浆混合形成冲淡浆。每个冲淡浆的着色力(K/S)可用光谱光度计测得。计算试验颜料和参照颜料在选定的相同阶段下两个分散体之间着色力增加值(以百分数表示)来评定两者之间的分散性差异。也可以绘制着色力递增图(K/S值对分散阶段ti函数的曲线图)来评定了解颜料的分散难易程度。
 
第2部分(由研磨细度的变化进行评定)适用于所有颜料分散性的评定。主要内容为在规定的条件下试验颜料和商定的参照颜料分别分阶段地分散在商定的漆基体系中。在完成每个分散阶段后,取出部分研磨料测定研磨细度。绘制随分散阶段而变化的研磨细度曲线图。由图可以确定获得商定研磨细度所需的分散阶段。 
 
第3部分(由光泽的变化进行评定)适用于所有颜料分散性的评定。主要内容为在规定的条件下,将试验颜料和商定的参照颜料分别分阶段地分散在商定的漆基体系中。在逐步加强的分散阶段后,取出部分研磨料,制成涂料,涂布在底材上,自然干燥或烘干。然后测定干膜的镜面光泽。绘制随分散阶段而变化的光泽曲线图。由图可以确定获得商定镜面光泽值所需的分散阶段。 
 
上述3个部分均应与GB/T 21868《颜料和体质颜料  评定分散性用的分散方法》中第1部分(总则)一起使用。每1种评定方法得出的结果与所用分散方法以及分散时选用的漆基体系是密切相关的,因此,进行颜料分散性评定时应同时考虑3方面的因素(选择哪种漆基体系、选用哪一种分散方法以及哪一种评定方法),这样得到的评定结果才有意义。
 
下面以着色力变化评定着色颜料分散性为示例来解读分散性评价方法的应用。
 
1、样品选择
 
选取2个品种共4个样品,分别为酞菁蓝B1#、酞菁蓝B2#、酞菁绿G1#、酞菁绿G2#。
 
2、主要材料
 
漆基:醇酸树脂。
 
白浆:40%(二氧化钛质量分数),所用漆基体系为醇酸树脂。
 
3、相关标准方法
 
 
GB/T 21868.1—2008 颜料和体质颜料  评定分散性用的分散方法  第1部分:总则
 
GB/T 21868.5—2008 颜料和体质颜料  评定分散性用的分散方法  第5部分:用自动平磨机分散
 
GB/T 21867.1—2008 颜料和体质颜料  分散性的评定方法  第1部分:由着色颜料的着色力变化进行评定
 
GB/T 13451.2—1992 着色颜料相对着色力和白色颜料相对散射力的测定  光度计法
 
4、试验结果
 
 
采用自动平磨机分散的方法和由着色力变化进行评定的方法对酞菁蓝B、酞菁绿G颜料样品在醇酸树脂体系中的分散性进行了试验,结果如下。
 
 
以上表中数据绘制K/S对1/ti的着色力递增曲线图,见图1~图4。
 
 
5、分散性评定结果
 
 
从上面表中试验结果及图1~图4着色力递增曲线图可以看出:
 
1)选定分散阶段1(研磨转数50r)和分散阶段4(研磨转数400r),从两个分散阶段之间着色力增加值IS的大小可以比较同品种颜料不同样品之间的分散性差异,如酞菁蓝B1#样和2#样之间,其着色力增加值IS相同,差值为0,说明两个样品之间分散性差异很小,而酞菁绿G1#样和2#样之间着色力增加值IS差值为31,说明两个样品分散性差异较大。
 
2)着色力递增曲线的斜率小(着色力增加不大)表示颜料容易分散,斜率大(着色力增加很大)表示颜料难分散。酞菁蓝B1#样分散阶段4(研磨转数400r)和分散阶段1(研磨转数50r)之间的K/S值绝对差约0.126,酞菁绿G1#样分散阶段4(研磨转数400r)和分散阶段1(研磨转数50r)之间的K/S值绝对差约0.321,说明酞菁蓝B1#样较酞菁绿G1#样容易分散。
 
作者:沈苏江(全国涂料和颜料标准化技术委员会秘书处)
 

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来源:涂料工业