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专业知识 | 二氧化钛在水性涂料中分散在涂料生产的过程中,二氧化钛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。众所周知,二氧化钛的分散包括二氧化钛的润湿、机械粉碎和分散稳定性三个过程,在水性涂料的生产过程之中,二氧化钛的润湿过程是一个二氧化钛粒子之间、二氧化钛与空气之间界面同二氧化钛与树脂溶液界面的替换过程,决定二氧化钛润湿效果的因素主要有树脂溶液在二氧化钛粒子表面的吸附,树脂向二氧化钛凝聚体空隙间的渗透。粉碎过程指的是二氧化钛粒子的凝聚体或者附聚体通过剪切力或者冲击力破坏为细小粒子的过程,它不仅与设备有关系,还与二氧化钛的聚凝状态相关。分散稳定是粒子问产生斥力而阻止粒子间再聚集的过程。 这里要提到的是是双电层理论,即静电稳定机制。通过调整pH值或者加入电解质,使颗粒表面产生一定量的表面电荷,以增大双电层厚度和颗粒表面的Zeta电位值,使颗粒间产生较大的排斥力,进而实现颗粒的稳定分散。尽管二氧化钛的Zeta电位有助于分散稳定性,但是,与位阻的排斥力相比,其作用还是相当的小的。通常的工艺要求浆液具有较高的固含量、较低粘度同时具有较好的稳定性。悬浮液的稳定性是其基本性质:首先粒子不能太大,否则重力会导致快速地沉降;另一重要因素是粒了间的吸引力。不管是否存在其它力,范德华力都存在于粒子间。如果粒子引力足够大,彼此就会相互粘附,导致粒子束快速沉降(如:絮凝)。通常采用的防止絮凝的方法是在粒子表面引入相互排斥的力:电荷间的排斥力(电稳定)、吸附的高分子问的斥力(空间稳定)、或两者的结合(空间稳定)。 根据双电层理论我们可以比较清晰的看出所谓的Zeta电位并不是颗粒的界面电位只是吸附层外侧的电位,Zeta电位与颗粒紧密层的电位十分的接近,可以近似为相等。热力学电位总是大于Zeta电位,吸附层越厚毛电位越低。如果颗粒表面上的负电荷数和固定层吸附的正电荷数相等,Zeta电位就变成了零,这时对应的溶液的pH值称为等电点。当溶液的pH值大于等电点时,粉体表面荷负电,小于等电点时,荷正电。当然,影响Zeta电位的因素很多,如粉体的化学成分、pH值、表面缺陷、溶剂、粒度分布等等。 |