有机颜料预分散制剂及其在粉末涂料工业中的应用

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有机颜料预分散制剂及其
在粉末涂料工业中的应用
张昱斐
申化建常州涂料化工研究院
使用色覆于不饱和聚酯母料中的预分散有机颜料制剂具有许多较重要的好处,特别是对需作快速分散及在用有限设备环境中生产涂料的生产厂尤其。

一
旦?种颜料经审定具有诸如耐光得可再现的颜色匹配彩色粉末生‘。

性,耐久性和耐热性之类所需最终使用多达 %需经挤出机重新加内情况弗
性能而适用于粉末涂料应用后,使用者非异常。

所面临的下一‘个问题即是该颜料的分散预分散色料
性问题,亦即其渗合八粉末产品中的难颜料制剂是有机颜料易问题在玻璃化温度 ?的种聚酯树腑的
用单螺杆或双螺杆挤出机生产粉末高性能分散体,它是以 ?种标准化的低涂料不可能得到色强度显现蛙大或显色落粉尘千粉状彩色粉末供给。

其每种制
性一致的结果,这是由于预混合、挤出、剂适合于外用和内用粉末涂料的戍用轧层、研磨和混合等操作的特殊性所致所有颜料都要求有与同化艺拥适应的这在生产浅色调或灰色产品时尤为真切, 热稳定性,它们也有剥商品化粉末涂料
在这种场合彩色颜料的用量可小于所生体系中所用的树脂和同化剂催化剂具
有
产粉末总量的 %。

化学稳定性。

使用长/径/ 比低的单螺杆或备彩色颜料经优化预分散于载体树
双螺杆挤出机在生产透明粉末涂料中会脂中确保实现该颜料初级粒子一所
同
有相对高的通过速率,但是当生产着色有的最大色强度。

随着以水浸润或压滤的彩色粉末时,只能在较慢的速率下进饼形式有机颜料开始的预分散过藉进行, 行。

此外,为使颜料更完全地分散并获结果使颜料粒子维持在其初级粒子形态
粉末涂料与涂装。

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形态这样优化的粒径使之能产生具有提高粉末涂料的总体质量,同也提高
高光泽的粉末涂料涂层。

这种颜料制剂了生产效率:
成品是自由流动的,且儿乎无尘的。

唯一
、挤出期间较好的流变学件质,
存在的尘埃是在装运和操作期间所 :生致较高的物料通过率。

的细粉所致、种完全分敞的颜料制剂旧使
用作颜料制剂载体杂质的聚酯树脂
用,结果色调均 ,批料加【问减少,
与在成品粉束涂料生产中所用的许多商每等磅颜料的着色强度较高,而成可
品基料体系具有宽范围的相容一潍。

这种用于金属闪光和厚涂腆两类粉术滁
荆
聚酯树脂含有羧基,并且在聚酯/体
、分散体是标准化的
系及聚酯 /环氧混合型配方中是反应性低粉尘干粉制剂,这给予了加和预混
的。

这将使配方设计师在用
阶段期问诸多优点。

分敖体时能替代部分基料。

、在伟卉中所用勺鲫
当用聚氨酯配方中的端羟基基料来料和载体均具有高度耐久性,能刚于拳
配制颜料制剂时,由于载体树脂是一个内外二种最终应用。

制剂中所用载体是熔点较低的流动改性剂,同化可认为它反应活性的,允许与和环氧树脂一
是无反应性的,所选的载体对成品粉末起配制得稳定的涂膜。

此外,该裁体与聚
施所得涂层的性质,如光泽、耐溶剂性氨酯是可相混容的。

耐热耐光性、耐久性、滁膜完整性及机械
用分数体所给 ?主
性能等并无影响。

要应用优点是:分散树脂体系的主要、由于颜料被最佳预分散予载体树
性质可归纳参见表所示。

脂中,这位各批次问任何色彩波动减
色彩的性质小,从而可降低粉末滁判生 :的负面影颜料分散体的物理性响。

质和色彩性质将在下列主要方面有助于、由于为获得与干色彩千日比同样的表中树脂体系的性质
基料类型饱援酸化聚酯
粘度旋转粘度计. ,油?
酸值删/ 树腊
色泽 %液摄大?玻璃化温度?
偏苯三酸酐含量
粉末涂辩涂装 ;. 维普资讯 ////.
整体着色度而所需的颜料制剂量较大, 料成水湿润的压滤饼,其中含一 %的
固此降低了配色中的称量误差。

水,余下为颜料。

为制造‘个传统的千调这在用小量彩色颜料着色白色来制色料,将此压滤饼干燥,研磨.再拼混以得到所需的 %干燥的彩色颧料。

取浅色调时特别有价值,而在加入粒状
或粉状碳黑的灰色调是众所古知地困难为制造制剂,替代一的。

述工艺的是将压滤饼装到‘可能形式的
分散设备中,该设备结合有泥合利分散
因此,即使在用/ 长/径比低
的单螺杆挤出机的非理想生产条件下, 的能力。

它可加 :高粘度的拼混物, 其
一,将树脂加入,并在高切变于加热到
也获得了较一致的显色睦。

足使加入的树脂熔融的温度使之混合。

在相等着色度下,这些制剂所产生
的着色强度着色力比等量传统干颜料由于树脂和颜料两者均是流动的, 因此
的要高。

与颜料结合的水从颜料表面排出而有利
于聚酯树脂对其的湿润。

由于这些制剂较高的着色强度,于
是为匹配预定色调和色强度丽所需的有
通过系列机械加【一技术, 颜料
机颜料量可以降低。

这也意味着粉末涂缔台的水被完全从颜料表面排出, 仅仅
层流平到凝胶化开始前的关键阶段中有马上为聚酯树脂所替代此 , 以
较好的流变学性质,由此导致因粉末在工艺制取了用载体树脂色囊的
本质上初级颜料粒子的分散体圈】。

其熔融阶段中的均匀流动性覆盖,而
使
表面外观改善。

颜料预分散制剂的另一确定不同颜料类型的备颜料含的
优点是深色调中光泽较高。

在光泽不重决定因素是在研磨利冲洗操作期问
所经
要的平光漆中加入这种改进了的颜料也较经济。

当该颜料制剂与干调色剂相
比时,由于用较少的颜料达到了所需的色
彩,因此可用较低量的着色度。

水湿润的压滤饼颜料制剂是用所供颜料类型在例行生产中所产生的水湿润压
滤饼来制备的。

形成本系列预分散颜料部分的大多
数颜料通常都经历了~个阶段,亦即用
球溶剂
板框压滤机将它们压滤并水洗除去残留图分散体的生产
无机杂质的阶段。

从压滤机中放出的颜遒一耪束浍辩与潦装维普资讯 ////. 表系列颜料制剂
颜料类型颜料索颜料含量 %
炭黑.喹吖啶酮 . .
二萘嵌苯茈 . .
铜酞普兰 . . :铜酞昔兰 ,.:咔唑紫 . .
喹吖啶酮紫.
铜酞普绿 .
受的流变学行为。

颜料荷量过高会导致剂产品是将低熔点基料和最佳颜料浓缩在 ?型浆叶搅拌器内产生的切变极高, 物组合落在?之间。

继之而来对颜料制剂成品也会经受各种掺混和挤出过程是关键阶段。

这是问题表列出了预分散体形式可得的因为颜料制剂在其导八挤出机简体后应’ 些高性能颜料。

尽可能早地熔和流动。

掺混的方法
当配方设计师在用一种预分敞颜颜料分散体可用与干
时,他并不一定要依赖挤出机显现着色颜料同样的方式掺混入粉末涂料配方中。

强度,而更重要的量要使该颜料制剂在它们可与粉末作料配方中的树脂和其它
挤出机中短暂驻留时问内得到充分的讹成分先预混合,然后再馈送入挤出机中混合。

炼,虽然颜料制剂并束减少粉末涂料工艺旦挤出过程完成后,成品粉末涂
中的任何操作,然而正如它们用于溶剂型料的生产按常规与该分散体一一起经历所漆和水稀释漆的相应形式 ~样,它们的使需的冷却、成碎片、研磨、筛粉嗣测试等用仍确保了色料快速而均匀地掺混入粉阶段。

末涂料体系中。

图比较了一种干有机颜料和该棚在挤出混炼期间,颜料制剂的载体应颜料的预分散体在粉末涂料中的着色树脂与各成分一起熔融,使颜料均匀分强度增长情况,二者与 : 的
布,从而取得色彩充分显现的优点。

白色冲淡 ,在~一个实验室单杆挤出因此 ,始终认为重要的是已将机中于不同通过速率驻留时问进行产品的熔融温度空间设计
分散。

图中点线指示了标准的挤出驻喇
成适合于基料体系的范围。

为此对各制时闻和各产品实现的预期着色强度翱束涂料涂装 / 、。