Tin tức ngành
Chính xác thì chất phân tán trong nước là gì?
Bạn vừa điều chỉnh xong công thức sơn gốc nước. Chất màu phân tán sạch trên máy nghiền, nhưng sau hai tuần bảo quản, hộp có cặn cứng sẽ không khuấy trở lại và phần rút ra trông loang lổ. Hầu hết các công thức đều có mặt ở đó và thủ phạm hiếm khi nằm ở chính sắc tố. Nó thường là chất phân tán bị thiếu hoặc không khớp.
Vậy chính xác thì chất phân tán trong nước là gì? Nói một cách đơn giản, chất phân tán trong nước là chất phụ gia hoạt động bề mặt giúp các hạt rắn mịn, chẳng hạn như chất màu và chất độn, trải đều trong hệ thống gốc nước và tách biệt theo thời gian.
Nước không phải là một nền trung tính. Nó có sức căng bề mặt cao và hầu hết các chất màu và chất độn hữu cơ đều kỵ nước, nghĩa là chúng thích dính vào nhau hơn là dính nước. Khi bột màu được khuấy vào nước mà không có chất hỗ trợ phân tán, các hạt sẽ tụ lại thành các khối kết tụ lỏng lẻo để giảm thiểu tiếp xúc với chất lỏng xung quanh. Hãy nghĩ đến việc thử trộn bột ca cao vào sữa lạnh: nó nổi trên bề mặt, tạo thành cục và chống ướt. Một tác nhân phân tán thay đổi hành vi đó. Các phân tử của nó hấp thụ trên bề mặt hạt, làm giảm sức căng bề mặt và giữ các hạt tách biệt bằng cách tạo cho mỗi hạt một lớp bảo vệ.
Chất phân tán trong nước thực hiện ba công việc thiết yếu: làm ướt bề mặt hạt, giúp phá vỡ các chất kết tụ và tạo ra một rào cản ngăn các hạt tái kết tụ.
Các chất phân tán hoạt động như thế nào trong hệ thống nước?
Nguyên lý làm việc dễ hiểu nhất là một trình tự ba bước xảy ra trong quá trình phân tán, kể từ thời điểm bột chạm vào chất lỏng đến đế máy nghiền thành phẩm.
Bước 1: Làm ướt bề mặt hạt
Khi bột màu khô được thêm vào nước, không khí sẽ bám vào bề mặt hạt. Chất phân tán làm giảm sức căng bề mặt rắn-lỏng, cho phép nước chiếm chỗ không khí và thâm nhập vào khoảng trống giữa các hạt. Bước này thay đổi chất màu từ dạng bột khô, không thấm nước thành dạng bùn tương thích với chất lỏng. Việc làm ướt xảy ra nhanh chóng nhưng rất cần thiết; không có nó, các bước tiếp theo không thể tiến hành.
Bước 2: Phá vỡ các chất kết tụ
Khi bề mặt bị ướt, năng lượng cơ học được truyền qua máy hòa tan tốc độ cao, máy nghiền hạt hoặc thiết bị mài khác. Chất phân tán không tự nghiền nát các hạt. Những gì nó làm là làm suy yếu các liên kết bên trong của các chất kết tụ bằng cách hấp phụ lên các bề mặt mới tiếp xúc, giúp ngăn các mảnh dính lại với nhau. Trong thực tế, hóa học cắt và phân tán hoạt động song song: máy nghiền cung cấp năng lượng và chất phân tán giữ cho các hạt tách rời khỏi liên kết lại.
Bước 3: Ổn định độ phân tán
Sau khi các hạt được tách ra, chúng ngay lập tức cố gắng kết tụ lại vì chuyển động Brown tiếp tục đưa chúng tiếp xúc với nhau. Chất phân tán chặn điều này thông qua một trong hai cơ chế ổn định.
Ổn định tĩnh điện và ổn định không gian
Ổn định tĩnh điện dựa vào các chất phân tán ion, chẳng hạn như các loại anion hoặc cation, hấp thụ trên bề mặt hạt và tích tụ điện tích. Các hạt mang điện tích giống nhau sẽ đẩy nhau, giữ cho hệ thống luôn ở trạng thái lỏng. Cơ chế này có hiệu quả nhưng có một điểm yếu: muối hòa tan nén lớp điện kép và sự thay đổi độ pH có thể trung hòa điện tích bề mặt. Trong một công thức phủ thực tế, cả hai đều phổ biến.
Ổn định không gian hoạt động khác nhau. Chất phân tán polyme gắn vào hạt thông qua các nhóm neo trong khi chuỗi polyme kéo dài vào pha nước, tạo ra lớp hấp phụ cồng kềnh. Lớp vật lý này ngăn các hạt tiếp cận đủ gần để kết tụ, bất kể môi trường ion.
Đối với lớp phủ gốc nước, ổn định không gian nói chung là con đường đáng tin cậy hơn. Nước máy, tạp chất sắc tố và hệ thống nhựa đều tạo ra chất điện giải và sự chênh lệch độ pH trong quá trình tạo công thức là bình thường. Lực đẩy tĩnh điện có thể bị suy yếu bởi những yếu tố đó, trong khi lực cản không gian vẫn có hiệu quả trong nhiều điều kiện rộng hơn. Đó là lý do tại sao hầu hết các chất phân tán gốc nước hiện đại đều là polyme có trọng lượng phân tử cao chứ không phải là chất hoạt động bề mặt ion đơn giản.
Tại sao lớp phủ gốc nước cần chất phân tán?
Chất phân tán không phải là chất bổ sung tùy chọn trong lớp phủ gốc nước. Nó là thành phần giữ cho hệ thống ổn định từ giai đoạn nghiền đến màng thành phẩm. Không có nó, năm thất bại thực tế sẽ xuất hiện và mỗi thất bại đều gây tốn kém thời gian, vật liệu hoặc chất lượng sản phẩm.
- Lắng đọng sắc tố. Các hạt từ từ chìm xuống dưới tác dụng của trọng lực và tạo thành cặn cứng ở đáy thùng chứa. Trong trường hợp nghiêm trọng, cặn không thể được phân tán lại bằng cách khuấy và mẻ trộn sẽ bị lãng phí.
- Keo tụ. Các cụm lỏng lẻo hình thành sau khi nghiền, làm cho độ nhớt tăng lên và đặc tính dòng chảy trở nên không nhất quán theo từng mẻ.
- Nổi và lũ lụt. Trong các hệ thống sắc tố hỗn hợp, các hạt có kích thước và thành phần hóa học bề mặt khác nhau sẽ tách ra trong quá trình hình thành màng, tạo ra các vệt, đốm hoặc màu khô khác với màng ướt.
- Độ bóng giảm. Các chất kết tụ hoạt động như các khuyết tật tán xạ ánh sáng trên bề mặt màng, do đó lớp phủ khô với sương mù thay vì lớp sơn mịn, bóng.
- Độ bền màu yếu. Khi sắc tố không được phân tán hoàn toàn thì khả năng phát triển màu sắc của nó kém. Các nhà xây dựng công thức phải bổ sung thêm sắc tố để đạt được màu mục tiêu, điều này làm tăng chi phí và có thể ảnh hưởng đến các đặc tính màng khác.
Những vấn đề này rõ ràng hơn trong nước so với các hệ thống chứa dung môi. Hằng số điện môi cao của nước làm cho hệ thống nhạy cảm với các tạp chất ion và độ pH trôi dạt có thể làm mất ổn định hệ phân tán ổn định yếu. Chất phân tán phù hợp là sự khác biệt giữa lớp phủ hoạt động có thể dự đoán được và lớp phủ bị hỏng trong quá trình bảo quản hoặc sử dụng.
Chất phân tán và chất làm ướt: Sự khác biệt là gì?
Hai thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau nhưng chúng mô tả các công việc khác nhau. A chất làm ướt làm giảm sức căng bề mặt để chất lỏng có thể lan ra và xuyên qua bề mặt rắn. Nó trả lời câu hỏi: nước có làm ướt lớp bột này không? A chất phân tán giữ các hạt rắn tách ra sau khi làm ướt. Nó trả lời câu hỏi: liệu những hạt này có tách rời nhau không?
Trong quá trình mài thực sự, việc làm ướt là điều quan trọng nhất. Hãy hình dung một sắc tố kết tụ lại thành một khối các hạt mịn với không khí bị mắc kẹt trong các lỗ chân lông. Chất làm ướt kéo chất lỏng vào các lỗ đó và thay thế không khí. Chỉ khi đó các phân tử phân tán mới có thể tiếp cận bề mặt hạt và hấp phụ. Nếu việc làm ướt không hoàn toàn, chất phân tán không thể thực hiện công việc của nó vì nó không bao giờ chạm tới bề mặt cần bảo vệ.
Nhiều chất phụ gia hiện đại được dán nhãn là chất làm ướt và phân tán vì một phân tử duy nhất thực hiện cả hai chức năng. Sự khác biệt về khái niệm vẫn còn quan trọng đối với việc khắc phục sự cố. Nếu vấn đề là làm ướt bề mặt kém hoặc tạo thành các vết lõm trên bề mặt năng lượng thấp, chất làm ướt thường là giải pháp đầu tiên. Nếu vấn đề là lắng đọng, keo tụ hoặc nổi thì chất phân tán là thành phần quan trọng.
Các loại chất phân tán chính cho hệ thống đường nước
Các chất phân tán cho nước có thể được phân loại theo điện tích và cấu trúc phân tử. Cả hai yếu tố này đều xác định cách chất phụ gia tương tác với bề mặt sắc tố và với hệ thống nhựa xung quanh.
| loại | Tính phí | Cơ chế ổn định | Phù hợp nhất cho | Hạn chế chính |
|---|---|---|---|---|
| anion | Tiêu cực | Tĩnh điện | Các chất màu vô cơ như titan dioxide và oxit sắt | Nhạy cảm với chất điện giải và thay đổi pH |
| Cation | tích cực | Tĩnh điện | Công thức axit và các chất màu đặc biệt được lựa chọn | Khả năng tương thích kém với các hệ thống acrylic và polyurethane anion phổ biến trong sơn gốc nước |
| Không ion | không có | không gian yếu | Các hệ thống phải tránh tích điện ion | Hạn chế neo đậu trên các sắc tố phân cực mạnh |
| Polyme | Biến | Không gian mạnh | Các sắc tố hữu cơ, muội than và hỗn hợp sắc tố hỗn hợp | Chi phí cao hơn và nhu cầu kiểm tra khả năng tương thích |
Đối với hầu hết các loại sơn gốc nước hiệu suất cao, chất phân tán polyme là lựa chọn chủ đạo. Nhiều nhóm neo của chúng liên kết chắc chắn với các bề mặt sắc tố, trong khi chuỗi polyme kéo dài vào pha nước và mang lại sự ổn định không gian lâu dài. Đây là lý do tại sao các nhà chế tạo công thức làm việc với các chất màu hữu cơ khó hoặc muội than dẫn điện thường chuyển sang chất phân tán polyme để ổn định không gian thay vì dựa vào các chất hoạt động bề mặt ion đơn giản.
Nhà cung cấp, nhà máy phân tán polyme DH-6321 tùy chỉnh - Thảm mới Tô Châu Qingtian Công ty TNHH Vật liệu mới Tô Châu Qingtian là nhà cung cấp và nhà máy sản xuất chất phân tán polyme DH-6321 Trung Quốc, chi tiết: Thích hợp cho các ứng dụng có... Xem sản phẩm → Cách chọn chất phân tán phù hợp cho công thức gốc nước của bạn
Việc chọn chất phân tán phụ thuộc vào việc kết hợp hóa học với hệ thống cụ thể của bạn. Không có sản phẩm phổ quát, nhưng một danh sách kiểm tra thực tế bao gồm hầu hết các tình huống xây dựng công thức.
- Xác định loại sắc tố và chất độn. Các sắc tố hữu cơ, bao gồm xanh lam và xanh lục phthalocyanine, muội than và một số quinacridone, có bề mặt kỵ nước lớn và thường cần chất phân tán polyme. Các chất màu vô cơ như titan dioxide và oxit sắt thường phản ứng tốt với các chất phân tán anion nhỏ hơn.
- Xác nhận khả năng tương thích với hệ thống nhựa. Chất phân tán không được làm mất ổn định chất kết dính. Chất phân tán Epoxy có tính phân cực và tính chất hóa học bề mặt riêng, do đó, một sản phẩm được thiết kế cho hệ thống acrylic thông thường có thể hoạt động kém. Đối với những công thức đó, hãy tìm chất phân tán được thiết kế cho hệ thống nhựa epoxy
Chất phân tán DH-6200 tùy chỉnh cho các nhà cung cấp, nhà máy hệ thống Epoxy - Tô Châu Qingtian Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd. là chất phân tán DH-6200 Trung Quốc cho các nhà cung cấp và nhà máy hệ thống Epoxy, chi tiết: Nghiền và phân tán... Xem sản phẩm → thay vào đó. - Hãy xem xét yêu cầu sử dụng cuối cùng. Nếu lớp phủ phải dẫn điện, chẳng hạn như sơn lót chống tĩnh điện có chứa muội than, chất phân tán phải xử lý sắc tố có diện tích bề mặt cao mà không ảnh hưởng đến độ dẫn điện. Các lớp đặc biệt được xây dựng cho chính xác tình huống này.
- Sàng lọc liều lượng bằng một gradient. Phạm vi bắt đầu phổ biến là chất phân tán từ 5% đến 20% tính theo trọng lượng của sắc tố, tùy thuộc vào diện tích bề mặt sắc tố. Quá ít sẽ kém ổn định; quá nhiều có thể làm tăng độ nhớt hoặc tăng độ nhạy nước của màng cuối cùng.
- Xác nhận bằng các bài kiểm tra xay và lưu trữ. Đo độ mịn xay bằng máy đo Hegman trong quá trình xay xát, sau đó kiểm tra độ nhớt, sự phát triển màu sắc và sự hình thành cặn trong điều kiện bảo quản được kiểm soát. Những thử nghiệm đơn giản này tiết lộ nhiều điều hơn bất kỳ phép tính lý thuyết nào.
Để có cách tiếp cận chi tiết hơn theo từng bước để kết hợp các loại chất phân tán với công thức của bạn, hãy xem hướng dẫn chi tiết về cách chọn loại chất phân tán phù hợp . Để so sánh các tùy chọn có sẵn cạnh nhau, khám phá dòng sản phẩm phân tán trong nước .
Bán buôn chất phân tán gốc nước Nhà sản xuất, nhà máy Là nhà sản xuất và nhà máy sản xuất chất phân tán gốc nước tại Trung Quốc, Công ty TNHH Vật liệu mới Tô Châu Qingtian cung cấp Bán buôn chất phân tán gốc nước... Xem sản phẩm → Kết luận
Hiểu được chất phân tán trong nước là gì có một số điểm bền vững. Nó hoạt động như một lớp bảo vệ xung quanh mỗi hạt, cho phép các sắc tố và chất độn được tách biệt trong pha nước liên tục. Nó hoạt động theo ba bước: làm ướt bề mặt hạt, hỗ trợ khử kết tụ dưới lực cắt và ổn định các hạt chống lại sự tái phân cụm. Trong các lớp phủ gốc nước, sự ổn định không gian thường đáng tin cậy hơn lực đẩy tĩnh điện vì nó chống lại sự thay đổi độ pH và nhiễu điện phân. Và việc lựa chọn chính xác phụ thuộc vào tính chất hóa học bề mặt của sắc tố, khả năng tương thích của nhựa, nhu cầu ứng dụng và thử nghiệm liều lượng được xác nhận.
Chất lượng phân tán là một trong những đòn bẩy mạnh nhất mà công thức tạo ra có được đối với độ ổn định, hình thức và chi phí lưu trữ. Nếu công thức gốc nước bị lắng, nổi hoặc phát triển màu yếu thì chất phân tán là nơi đầu tiên cần xem xét.
