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以鐵紅顏料的分散研磨為例，研究影響其研磨效率的各種工藝因素。包括預(yù)分散時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)短、轉(zhuǎn)速大小、涂料和研磨珠的裝填量及缸體、分散盤的位置等。通過系列實(shí)驗(yàn)找到了zui佳的分散研磨條件，為小試及大生產(chǎn)提供了數(shù)據(jù)支持。

顏料分散研磨是制備色漆的關(guān)鍵步驟，顏料分散的好壞直接影響涂料的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。顏料的分散是一個(gè)復(fù)雜的過程，包括顏料的潤(rùn)濕、分散、穩(wěn)定三個(gè)過程。顏料顆粒表面通常吸附著水和空氣，顆粒之間的空隙被它們所填充， 因此在顏料的分散過程中，shou先是顏料表面的水分、空氣被逐出，而由樹脂溶液所取代，即顏料被樹脂溶液所浸濕。涂料中所用顏料的粒徑較小，粒子間的范德華作用力易使其聚集到一起，因此浸濕后的顏料需在一定的機(jī)械外力（撞擊和剪切力）作用下將團(tuán)聚在一起的大顆粒顏料進(jìn)行機(jī)械分離，使其成為符合涂料工藝要求的細(xì)小粒子。由此可見，顏料粒子潤(rùn)濕的好壞以及顏料在分散過程中所受機(jī)械外力的大小會(huì)影響到顏料分散研磨的效率。涂料的細(xì)度是衡量研磨好壞的主要指標(biāo)之一。正確地選擇研磨工藝， 對(duì)顏填料在漆料中的分散狀態(tài)、zui佳顏填料性能（著色力，遮蓋力，耐候性等）的發(fā)揮、以及由此導(dǎo)致的漆液和漆膜性能起著重要的作用，同時(shí)，使顏料有較窄的粒徑分布，并盡可能減少能源消耗[1-3]。

本文通過一系列實(shí)驗(yàn)，對(duì)鐵紅分散研磨的工藝做出一系列探索， 以相同的研磨時(shí)間得到的細(xì)度為標(biāo)準(zhǔn)， 探討了對(duì)鐵紅分散研磨產(chǎn)生影響的一些因素，并找到zui佳生產(chǎn)效率的分散方式。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料

鐵紅：朗盛；聚酯樹脂：自產(chǎn)；流平劑：深竹；溶劑（采用100#、DBE 等配制）： 華倫；分散劑：埃夫科納；

催化劑：紀(jì)研。

實(shí)驗(yàn)儀器：全自動(dòng)研磨機(jī)；SD504 多用分散機(jī)；分析天平；OXD 型刮板細(xì)度計(jì)； 刮刀、各種規(guī)格不銹鋼杯子、玻璃罐等。

1.2 配漆

1.2.1 投料配方

基礎(chǔ)配方見表1。

注：此為標(biāo)準(zhǔn)配方，后續(xù)實(shí)驗(yàn)如有需要按比例擴(kuò)大或縮小即可，保持各成分比例不變。

1.2.2 投料及預(yù)分散

先將DBE、分散劑、流平劑在一次性紙杯中混合均勻，備用。分別于不同規(guī)格的不銹鋼杯子中投入聚酯樹脂，放入分散機(jī)，選擇實(shí)驗(yàn)所需分散盤，調(diào)整分散盤與不銹鋼杯底之間距離，固定。中速攪拌，緩慢投入之前混勻的溶劑、分散劑、流平劑混合液,攪拌15 min后慢速攪拌情況下投入鐵紅粉料和溶劑，然后升至實(shí)驗(yàn)所需轉(zhuǎn)速，攪拌均勻。

1.2.3 研磨

將預(yù)分散的鐵紅漿倒至研磨罐中， 加入玻璃珠，放入研磨機(jī)中研磨至所需細(xì)度要求。

1.2 細(xì)度測(cè)試

油漆細(xì)度主要是檢查色漆或漆漿內(nèi)顏料顆粒的大小，或分散的均勻程度，以微米（μm）表示。油漆細(xì)度的優(yōu)劣直接影響漆膜的光澤、色相及貯存等各種性能，是保證油漆質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。面漆的細(xì)度一般要求≤20 μm，細(xì)度的測(cè)定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB1724-1979涂料細(xì)度測(cè)定法采用刮板細(xì)度計(jì)進(jìn)行，以μm 表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 預(yù)分散時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)細(xì)度的影響

按上述實(shí)驗(yàn)步驟，投料完畢后，將分散機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)至1 500 r/min，分別攪拌5 min、10 min、15 min、20 min、25 min，再放入研磨機(jī)中研磨10 min、20 min、30 min、40min、60 min、90 min、120 min，細(xì)度結(jié)果如表2 所示（以μm 計(jì)）。

由表2 結(jié)果可見，研磨的前60 min，預(yù)分散時(shí)間越長(zhǎng)細(xì)度越容易下， 但達(dá)不到實(shí)驗(yàn)所需細(xì)度要求；90min 后除預(yù)分散5 min 實(shí)驗(yàn)樣品外其他樣品細(xì)度趨于一致，細(xì)度達(dá)到20 μm 所用的研磨時(shí)間一樣，因此，預(yù)分散時(shí)間不需要太長(zhǎng)，15 min 為宜。

2.2 分散機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)細(xì)度的影響

按上述實(shí)驗(yàn)步驟，投料完畢后，分散機(jī)轉(zhuǎn)速分別調(diào)至600 r/min、1 000 r/min、1 500 r/min，均預(yù)分散15min，各研磨10 min、20 min、30 min、40 min、60 min、90min、120 min。結(jié)果如表3 所示。

由表3 結(jié)果可見，在相同的研磨時(shí)間下，預(yù)分散時(shí)轉(zhuǎn)速越高，油漆細(xì)度下降越快。但達(dá)到1 800 r/min時(shí)相比于1 500 r/min 并無(wú)太大優(yōu)勢(shì)，因此預(yù)分散轉(zhuǎn)速

選擇1 500 r/min zui好。

2.3 玻璃罐中的液體裝量及玻璃珠加量對(duì)細(xì)度的影響

投料配方按前述標(biāo)準(zhǔn)配方擴(kuò)大10 倍， 預(yù)分散選

用1 500 r/min 轉(zhuǎn)速下攪拌15 min。用365 m 的研磨罐， 分別裝100 g、200 g、300 g 預(yù)分散好的顏料漿，每種裝量再分別對(duì)應(yīng)加玻璃珠50 g、100 g、200 g。分別研磨30 min、60 min、90 min、120 min，150 min、180min、240min，結(jié)果如表4 所示。

由表4 結(jié)果可見， 玻璃罐中同樣的液體裝量，玻璃珠加量越多細(xì)度越容易下降； 同樣的玻璃珠加量，液體裝量越少細(xì)度越容易下，即研磨罐中玻璃珠/油漆比越大細(xì)度越好磨?？紤]研磨罐為365 mL 的固定體積，油漆和玻璃珠不可能無(wú)限增加，綜上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在365 mL 的研磨罐中加200 g 油漆搭配200 g 玻璃珠能達(dá)到zui佳的生產(chǎn)效率，即研磨罐容積：油漆：研磨珠近

似等于2∶1∶1 為宜。

2.4 分散盤距缸底的高度對(duì)細(xì)度的影響

在不銹鋼杯子中投入樹脂，放入分散機(jī)，使分散盤高度距缸底0.1 h，0.3 h，0.5 h，0.7 h（液面距缸底高度為h）如圖1 所示。按前述步驟投料，各研磨10 min、20 min、30 min、40 min、60 min、90 min、120 min。結(jié)果如表5 所示。

由表5 結(jié)果可見，分散盤距缸底高度為0.3~0.5 h

時(shí)，細(xì)度下降比較快，分散盤放入漆中太深或太淺，效果均不好。

2.5 溫度對(duì)細(xì)度的影響

按前述結(jié)果投料，并將于分散顏料漿分別加熱到30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃。各研磨10 min、20 min、30 min、60 min、90 min、120 min。結(jié)果如表6所示。

由表6 結(jié)果可見，在相同研磨時(shí)間下，漆液溫度越高細(xì)度越容易下降，但考慮配方中樹脂、助劑等體系的穩(wěn)定性，以溫度不高于60 ℃為宜。

2.6 顏基比對(duì)細(xì)度的影響

按前述步驟投料， 依次投入鐵紅的量與樹脂的比例分別為0.5/1,0.75/1,1/1，1.5/1,2/1。zui后加入溶劑，轉(zhuǎn)速升至1 500 r/min， 攪拌25 min， 各研磨10 min、20min、30 min、40 min、60 min、90 min、120 min。結(jié)果如表7 所示。

由表7 結(jié)果可見，在相同研磨時(shí)間下，顏基比控制在0.75/1 以下時(shí)，研磨效率較高，考慮實(shí)際應(yīng)用是研磨顏基比越高生產(chǎn)效率越高，因此選擇預(yù)分散漿中顏基比以0.75/1zui好。

2.7 分散盤直徑與缸體直徑對(duì)細(xì)度的影響

在不銹鋼杯子中投入樹脂，放入分散機(jī)，使用不同直徑的分散盤，固定分散盤處于液面0.5 h 的位置，使分散盤與缸體直徑D 的比例分別為0.3D,0.5D,0.7D，如圖2 所示。按前述步驟投料，各研磨10 min、20 min、30 min、60 min、90 min、120 min。結(jié)果如表8

所示。

由表8 結(jié)果可見，在相同的研磨時(shí)間下，分散盤直徑與缸體直徑的比例對(duì)研磨效率基本沒有影響

3 結(jié)語(yǔ)

(1)本研究通過系列實(shí)驗(yàn)找出了聚酯體系中鐵紅顏料的優(yōu)化分散工藝；

(2)顏料預(yù)分散時(shí)間越長(zhǎng)研磨效率越高；顏料預(yù)分散轉(zhuǎn)速越高研磨效率越高； 顏料研磨時(shí)相同液體裝量， 玻璃珠加量越多研磨效率越高， 研磨罐容積：油漆：研磨珠近似等于2∶1∶1 為宜；顏料分散時(shí)，分散盤高度距液面高度0.3 h~0.5 h 之間研磨效率較高；顏料分散時(shí)，液體溫度越高在研磨時(shí)效率越高；預(yù)分散顏料漿的顏基比在0.75 以下時(shí)，研磨效率較高；分散盤直徑與缸體直徑的影響對(duì)研磨效率沒有明顯影響。

通過本文可看出工藝參數(shù)對(duì)鐵紅的研磨效率有非常明顯的影響，合適的生產(chǎn)工藝可以得到高效率的研磨結(jié)果，進(jìn)而提高效率。希望本文能為相關(guān)實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)提供幫助。