LỖI THƯỜNG GẶP KHI PHÂN TÁN BỘT MÀU KHÔNG TỐT
Một số lỗi thường gặp khi phân tán bột màu không tốt
MỘT SỐ LỖI THƯỜNG GẶP KHI PHÂN TÁN BỘT MÀU KHÔNG TỐT
A. Kiến Thức Chung:
Một trong các bước quan trọng trong quá trình sản xuất các loại sơn màu chính là sự phân bố đồng nhất của các hạt bột màu rắn trong dung dịch chất tạo màng lỏng. Nếu giai đoạn nghiền không tối ưu có thể hình thành nhiều khuyết tật cho sơn như:
Một số hình ảnh về khuyết tật được minh hoạ ở hình 1, 2, 3, 4, 5
Hình 1: Cấu trúc tế bào Bénard (màu xanh Phthalocyanine và titan dioxide)
Hình 2: Sự giảm độ bóng khi các hạt bị keo tụ
Hình 3: Sự tách màu
Các bột màu trong một hỗn hợp bột màu tách biệt với nhau.
Bột màu đỏ hữu cơ và titian dioxide, sự tách màu được quan sát bằng cách test rub-out.
Hình 4: Hiện tượng lắng dễ xảy ra do các hạt bột màu lớn (bị keo tụ), các hạt này có xu hướng dễ lắng hơn
Hình 5: Màng sơn bị chảy khi phun dày
Phần tiếp theo sẽ tìm hiểu sâu hơn về quá trình phân tán bột màu, phụ gia phân tán và thấm ướt.
Trước hết, cần phân biệt các loại tụ màu: Agglomerates và Flocculates (Keo tụ và Kết tụ)
B. Thảo Luận:
Quá trình phân tán bột màu có thể chia thành 3 bước sau:
Các bước 1 (thấm ướt) và 3 (ổn định) có thể được tối ưu hóa bằng các loại phụ gia. Các loại phụ gia thấm ướt đẩy nhanh quá trình thấm ướt các hạt bột màu kết tụ khi sử dụng chất tạo màng. Các phụ gia phân tán cải thiện sự ổn định của quá trình phân tán bột màu. Một số loại phụ gia tương tự có thể vừa thấm ướt vừa phân tán. Các loại phụ gia này thường sẽ không giúp ích gì trong bước 2. Điều quan trọng ở đây là lực cơ học phải đủ lớn để phá vỡ các hạt bột màu kết tụ và thời gian ổn định phải lâu dài.
a/ Phụ gia thấm ướt:
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thấm ướt bột màu. Tuy nhiên yếu tố đơn giản và hiệu quả nhất khi tác động là làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch chất tạo màng. Thực tế, phụ gia thấm ướt được sử dụng để làm giảm sức căng bề mặt của pha lỏng để thấm ướt tốt các hạt bột màu rắn. Do đó, tăng tốc độ lan chảy của pha lỏng vào các cấu trúc kết tụ.
Đặc trưng cho các chất này là cấu trúc chất hoạt động bề mặt của chúng: các thành phần cấu trúc phân cực (ưa nước) cùng với các yếu tố cấu trúc không phân cực (kỵ nước) được kết hợp trong một phân tử. Từ góc độ hóa học, các chất phụ gia thấm ướt có thể được phân loại: ion hoặc không ion - tùy theo mắc xích phân cực được kết hợp vào phân tử. Theo quy luật, mắc xích không phân cực được biểu thị bằng các chuỗi hydrocacbon.
b/ Phụ gia phân tán:
Phụ gia phân tán được sử dụng để ổn định trạng thái đạt được sau khi nghiền bột màu (sự phân bố đồng đều của các hạt bột màu trong dung dịch chất tạo màng) trong một thời gian dài để ngăn chặn sự keo tụ của các hạt bột màu. Thường sử dụng các lực đẩy giữa các hạt để ổn định một hệ sơn chống lại sự keo tụ.
Các phụ gia phân tán hấp phụ lên trên bề mặt bột màu và tạo lực đẩy lớn giữa các hạt bột màu. Điều này giữ cho các hạt ở khoảng cách xa và giảm xu hướng kết tụ không kiểm soát. Trong thực tế, điều này diễn ra theo cơ chế ổn định điện tích và/hoặc ổn định không gian.
Cơ chế ổn định điện tích và không gian đã được thảo luận ở phần trước, quý bạn đọc có thể tham khảo ở link tại đây:
Về nguyên tắc, cơ chế ổn định điện tích có thể hoạt động trong dung môi hữu cơ, tuy nhiên điện tích bề mặt thấp hơn nhiều, tức là độ dày của lớp điện tích kép giảm đáng kể và thường không đủ hiệu quả để ngăn chặn quá trình keo tụ trong đa số các trường hợp.
Phân loại cấu trúc của phụ gia phân tán theo cơ chế:
b1. Cơ chế ổn định điện tích:
b2. Cơ chế ổn định không gian:
Bài viết được lược dịch theo tài liệu Wetting and dispersing additives của BYK