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    0 引言

    涂料行业是钛白最大的应用市场之一,约占钛白总消耗量的一半左右,如何保证涂料用钛白的应用性能,是所有大型钛白制造商在行业立足的基础。对涂料而言,钛白的主要应用性能指标有 :分散性、吸油量、遮盖力、耐候性、光泽度、白度等。理论上讲,钛白的耐候性由钛白无机包膜的质量而定,遮盖力、光泽度和白度由钛白本身的质量而定,有机包膜剂主要对钛白的分散性和吸油量有影响。


    因此,钛白生产企业在对有机包膜剂进行性能评定时主要集中在油分散性和吸油量这两项指标上。调查发现 :钛白生产企业通行的油分散性和吸油量测定方法所测得的结果与涂料用户的评定结果并不完全一致,主要原因在于双方的测定体系和评定标准不一致。


    1 钛白生产企业的油分散性和吸油量测定方法

    1.1 油分散性的测定

    1.1.1 仪器设备及药品

    PM240-Ⅲ平磨仪,刮板细度仪(0-8),调刀,标准浆料,无水乙醇。


    1.1.2 钛白浆料配制步骤

    称量二氧化钛样品3 g(精确至0.01 g),标准浆料3 g(精确至0.01 g)和标准浆料2 g(精确至0.01 g),待用。

    (1) 将3 g标准浆料全部转移到平磨仪上,再把3 g样品倒在标准浆料上,用调刀调匀,然后将钛白浆料置于平磨仪中心,研磨 ;

    (2) 设定平磨仪转数为25 r,研磨4次,每次用调刀把平磨仪两个面上的浆料收集于平磨仪中心 ;

    (3) 4次研磨后,把平磨仪一面上的浆料刮除,另一面上的浆料再加2 g标准浆料 ;

    (4) 调匀后,于25 r研磨4次,磨好后的浆料备用。


    1.1.3 油分散性测定步骤

    (1) 用酒精和棉布擦净刮板细度计 ;

    (2) 取一大滴研磨好的浆料(以充满刮板细度计沟槽而略多为宜)置于刮板细度计0刻度处 ;

    (3) 以双手拇指食指及中指持刮刀,使刮刀与刮板细度计表面垂直,以适宜的速度将刮刀由沟槽的深部向浅部拉过 ;

    (4) 立即(不超过5 s)横捏细度计并倾斜,使视线与沟槽平面成 15~30° 角对光观察沟槽中颗粒(4个以上)均匀显露处的刻度值,此读数值即为所测浆料的油分散性数据。


    1.2 吸油量的测定

    1.2.1 仪器设备及药品

    天平,调刀,玻璃板,精制亚麻仁油。

    1.2.2 吸油量测定步骤

    准确称取1 g(精确到0.01 g)待测样品,置于玻璃板上,逐滴加入精制亚麻仁油,用调刀反复研压均匀,至样品完全润湿(样品能起团,轻压又能散),记录所消耗的精制亚麻仁油的质量W。

    吸油量V=1/W


    2 涂料制造企业钛白的油分散性和吸油量评价方法

    2.1 仪器设备及药品

    高速搅拌分散机,刮板细度计(0~100 μm或0~50 μm),无水乙醇。


    2.2 钛白粉浆料配方

    钛白浆料配方见表1。

    2.3 钛白浆料配制步骤

    称量分散罐的质量(m 1 ),然后将表1中1~3号原料加入罐中,在分散机中于800 r/min转速搅拌均匀(约2 min),再加入钛白粉,清理分散罐周边的钛白粉,将转速调至2 500 r/min,15 min后加入二甲苯,在800 r/min搅拌约1 min,称量此时的质量(m 2 );用m 1 +400-m 2 后之差为补充醋酸丁酯量,再将其搅拌均匀(800 r/min,约30 s)即可。


    2.4 油分散性测定步骤

    (1) 用酒精和棉布擦净刮板细度计 ;

    (2) 取一大滴研磨好的浆料(以充满刮板细度计沟槽而略多为宜)置于刮板细度计0刻度处 ;

    (3) 以双手拇指食指及中指持刮刀,使刮刀与刮板细度计表面垂直,以适宜的速度将刮刀由沟槽的深部向浅部拉过 ;

    (4) 立即(不超过5 s)横捏细度计并倾斜,使视线与沟槽平面成 15~30° 角对光观察沟槽中颗粒(4个以上)均匀显露处的刻度值,此读数值即为所测钛白粉浆料的油分散性数据。


    2.5 吸油量测定

    涂料企业并不会去真正地测定钛白粉的吸油量,而是通过测定钛白浆料体系的黏度来表征钛白粉的吸油量。


    2.5.1 仪器设备及药品

    水浴锅,旋转黏度计,温度计(0~100℃),调漆刀,冰箱,400 g样品罐。

    2.5.2 黏度测定步骤

    (1) 用调漆刀将样品装入400 g样品罐中(装入质量约400 g),再用温度计测定所测试样品的温度,并将其温度控制在30℃,若温度高则用冰块降温至30℃,若温度低则用水浴锅加热至30℃ ;

    (2) 用旋转黏度仪(通常选3~4号转子)测定样品的黏度。


    3 油分散性和吸油量测定结果差异实例

    从上述油分散性和吸油量测定方法可见 :钛白制造商和涂料制造商对钛白油分散性和吸油量的测定存在差异。

    3.1 油分散性

    钛白制造商只是用单一树脂浆料作为分散介质,而涂料制造商却是用树脂(可能是一种树脂,也可能是多种树脂)、稀释剂、分散剂的复合体系作为分散介质。不同的树脂,就存在极性大小、分子结构、官能团等差异,同一种钛白,在不同树脂应用体系中的油分散性测定结果存在较大差异性。


    3.2 吸油量

    钛白制造商是通过定量钛白吸附亚麻油的多少来评定钛白粉的吸油量,而涂料制造商则根据钛白在树脂、稀释剂、分散剂为分散介质而制成的钛白浆料的黏度来评定钛白的吸油量,有可能会出现钛白制造商测定吸油量大的产品,在涂料制造商处因钛白浆料黏度低而得出吸油量低的结果。


    3.3 测定结果差异实例1

    采用锦州钛业的CR-501为钛白基料,用道奇威(成都)科技有限公司提供的不同有机包膜剂,按相同的包覆量(1.0%,相对于钛白质量)对钛白进行有机包膜,然后进行测定。

    (1) 实验设备

    砂磨机 :耐驰(上海)机械仪器有限公司 ;气粉机 :绵阳昊泰公司。

    (2) 实验工艺

    在带有高速搅拌装置的容器中加入适量纯净水,开动搅拌,然后加入有机包膜剂,搅拌2 min ;加入钛白粉打浆3 min ;砂磨15 min ;将钛白粉浆料于120℃烘干 ;用万能粉碎机预粉碎 ;气粉解聚。

    (3) 样品测定

    分别采用前述的钛白制造商和涂料制造商的评定方法进行测定,结果列于表2。


    3.4 测定结果差异实例2

    仍采用锦州钛业的 CR-501 为钛白基料,以及前述钛白样品制备工艺,并用相同的有机包膜剂,但按不同的包覆量进行包膜,然后分别采用钛白制造商和涂料制造商的评定方法进行检测,结果列于表3。

    3.5 实验结果分析

    由表2可见 :涂料制造商测定结果与钛白制造商测定结果并不能一一对应,钛白制造商认为分散性差不多的样品,在涂料制造商处却存在较大差异。钛白制造商认为分散性好、吸油量低的钛白粉并不能代表其在涂料制造商处会有同样的结果。原因就在于二者的评定方法完全不同。

    4 结语

    钛白制造商和涂料制造商因测定体系的差异和评定方法的不同,对钛白粉的分散性和吸油量的评定存在较大差异,因此,如何建立科学的评定体系就显得非常重要。作为钛白粉制造商,为了给钛白用户提供更优质的服务,使钛白粉的应用性能最大限度地满足用户的需求,在选择有机包膜剂类型和确定其用量时不应该单纯依赖自己实验室的检测数据,认为有机包膜剂的用量只要满足客户提出的分散性指标即可,殊不知双方的测定体系和评定方法是有差异的。应该以涂料制造商的应用数据为准,以客户的标准为标准,不断了解客户的需求和评定标准是每一个钛白粉生产技术员的责任。



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