第四節 漆漿的穩定化及配方平衡
經研磨分散并達到既定要求的研磨漆漿轉移到調漆工序后,依操作程序,需要補加規定數量的漆料、溶劑和助劑。調漆階段的工作內容包括調整顏色、平衡配方以及通過正確的加料方法對研磨漆漿進行穩定化處理。
一、漆漿的穩定化
在色漆生產中,往往會遇到樹脂析出混濁及顏料再次絮凝等弊病,輕者影響質量,重者使涂料變質不能使用。例如生產黑氨基烘漆時,在三輥磨上分散達到細度合格后,但用剩余的漆料和溶劑調漆時,有時又會出現晶;蚱釢{的局部膠凝現象。
在使用過程中,有時加料方式不對也造成質量事故。如1991年深圳某單位使用天津油漆廠的氧化鐵環氧底漆,加稀釋劑后出現顏料絮凝。同樣,以水作稀釋劑的電泳漆料,如果加水方式不當,也會出現顏料絮凝現象。
調漆過程之所以產生這些現象,主要是分散的漆漿與補加的漆料和溶劑之間在組份、粘度、表面張力等方面不相適應造成的。深入研究導致漆漿不穩定的問題,采取行之有效的避免措施是調漆工作的重要內容。
以下是漆漿穩定性不良的一些形式。
(一)樹脂析出(樹脂沉淀)
涂料用合成樹脂對溶解它的有機溶劑都有其一定的容忍度,樹脂溶液(即漆料)的固體含量在允許范圍內,樹脂可以溶解,低于此范圍樹脂便會從溶液中析出
e.g. 圖12.10是一種醇酸磁漆用三輥機研磨分散的加工過程示意圖。
圖12.10 醇酸磁漆加工過程示意圖
(a)有光漆用三輥機的制備途徑;(b)調稀溶劑對界面的浸透作用,使基料從顏料粒子中抽出
該產品的研磨漆漿中的漆料是固體含量為67%的醇酸樹脂溶液。該樹脂在200#油漆溶劑油中的稀釋極限是固體分不低于27%。
為了說明問題,我們假設將含顏料的研磨漆漿緩緩加到裝有溶劑的攪拌罐中。在開始調稀時,罐中溶劑的樹脂含量為零。隨著研磨漆漿的加入,稀釋溶劑中的樹脂含量增加,樹脂含量在0%~27%的范圍內發生沉淀。在這里,任何強有力攪拌只會加速沉淀的產生,樹脂含量高于27%,過程向反方向進行,樹脂溶解而不會沉淀,最后樹脂又重新溶解,漆料達到45%的固體含量。盡管如此,由于在此過程中,樹脂的暫時析出,會使原來已經包覆有樹脂膜的顏料粒子間的空間位阻降低,彼此接近為,聚集在一起而發生不可逆的顏料絮凝,使分散體系的穩定性破壞。
以上僅僅是一種假設,通常的操作不會將研磨漆漿加入溶劑中,也不會將含有顏料的研磨漆漿加入溶劑含量較高的漆料之中。正確的操作恰恰相反,是將溶劑或溶劑含量較高的漆料在攪拌情況下,緩緩加入含有顏料的研磨漆漿之中。
(二)樹脂剝離(顏料析出)
所謂樹脂剝離是指已分散好的研磨漆漿中,包裹在顏料表面的樹脂被溶劑迅速溶解,而脫離顏料表面進入溶液之中的現象。
當大量的溶劑加入到少量樹脂固體含量較高的磨漆漿中,如三輥機的研磨漆漿中。(參見圖12.10b)顏料粒子表面的樹脂溶解并進入溶液中,使包覆顏料粒子的樹脂膜由厚變薄,而導致空間位阻下降,使顏料粒子重新接近,并可能聚集成大顆粒。
(三)溶劑遷移(溶劑擴散)
當一種樹脂含量較高的漆料加入溶劑含量較高的研磨漆漿,如砂磨機或球磨機的研磨漆漿中,立即會發生相互遷移和擴散作用,但是穿過界面轉移的主體幾乎完全是更易運動的溶劑組分。導致研磨漆漿中顏料粒子被擠壓得越來越密集,直至相互接觸并聚結在一起,這就會造成調漆過程中遇到的返粗現象。
圖12.11 砂磨機分散的醇酸磁漆制備途徑圖
(a)砂磨機分散的醇酸磁漆制備途徑圖;(b)漆漿溶劑擴散到富含基料的調稀漆料中,留下顏料粒子
解決方法:采用高分子量的溶劑制備研磨漆漿。
(四)樹脂聚集
用于涂料的樹脂在溶液中溶解時一般呈膠束狀分散。在有效的攪拌下,樹脂的膠束通常再分成細小狀,當攪拌停止后,它們又會逐漸恢復原狀。
二、穩定化處理的措施
穩定化處理的措施有以下幾條。
1.自始至終在有效的攪拌下,往研磨漆漿中緩慢地加入需補加的調稀漆料。
2.應遵循先補加調漆用漆料后,再補加入調稀用溶劑的加料順序。
3.調稀料與色漿組成方面差異不要太大。
4.研磨漆漿中使用高沸點溶劑。
5.防止色漿和調稀料之間溫度或粘度相差過大。