Розробка технології виробництва ґрунтовки ГФ-021 червоно-коричневої, страница 4

Сучасні синтетичні й мікронізовані природні пігменти й наповнювачі в процесі виготовлення лакофарбових матеріалів не піддаються здрібнюванню. Розмір первинних часток не зменшується, відбувається лише поділ великих агрегатів на більш дрібні – дезагрегація. У результаті додатка здвигових зусиль, змочування часток пігментів й адсорбції на них компонентів плівкоутворювача відбувається рівномірний розподіл твердих часток пігментів з утворившимися на них межфазними шарами в об'ємі плівкоутворювача. В. Д. Гаркінсом і П. А. Рібіндером доведено, що при відсутності змочування одним тільки механічним впливом диспергувати пігменти неможливо. Так, полярний діоксид титану при перетиранні в чистому сухому бензолі негайно коагулює. Введення невеликої кількості жирної кислоти гидрофобизує його поверхню, вона стає змочуваною бензолом, і пігмент добре диспергується. Однак і мимовільне диспергування – пептизація для більшості пігментів практично неможливо. У всіх висушених, і тим більше прожарених, пігментах між первинними частками є міцні коагуляційні й фазово-зрослі контакти, які можуть бути зруйновані тільки механічно. Флокули, що мають рідкі прошарки між первинними частками, можна пептизувати.

Диспергування пігментів у плівкоутворювальних композиціях складається із трьох процесів:

1) змочування поверхні пігментів з видаленням адсорбованих газів і заміною поверхні роздягнула газ – тверде тіло на рідину – тверде тіло;

2) поділ агрегатів – диспергування під впливом розклініваючої дії адсорбційних шарів і здвигових механічних зусиль і рівномірний розподіл часток пігментів у повному обсязі плівкоутворювача;

3) формування адсорбційно-сольватних межфазних шарів, що перешкоджають повторній коагуляції, тобто стабілізація дисперсій.

1.4.  В'язкість диспергуємих паст і вибір устаткування.

У диспергуючих машинах, необґрунтовано усе ще називаємих млинами, під впливом механічних здвигових зусиль і підвищеної температури (45 – 55 ⁰С) відбувається руйнування вторинних надмолекулярних структур олігомерів і полімерів, що підвищує поверхневу активність, знижує в'язкість і змінює реологічний характер течії паст із пластичного на ньютоновські робочі деталі, що рухаються, диспергуючих машин передають дотичні напруження зсуву, що проявляється найбільше ефективно у високонаповнених пастах з більшим внутрішнім тертям. У низьков'язких суспензіях напруги зрушення гасяться в легкоподвижному рідкому середовищу. З метою зменшення питомої витрати електроенергії диспергування проводять у високонаповнених пастах, що містять пігменти й наповнювачі, у кількостях, близьких до КОКП або навіть трохи вище, але не допускаючи дилатантного плину щоб уникнути перевантаження й поломок устаткування. Залежно від призначення, сполуки й властивостей матеріалів пігментирування здійснюється в середовищах із широким інтервалом в'язкостей суспензій і пластичних паст (від 10^-2 до 10⁴ Па·с). В залежності від в'язкості систем і необхідних здвигових зусиль для розрушення пігментних агрегатів застосовують різні види обладнання. Для грубодисперсних і абразивних природних немікронізованих пігментів і наповнювачів (залізний сурик, оксид хрому, баріт, кальцит и ін.) використовують шарові та вібраційні млини, де поряд з диспергуванням проходить подрібнення (розмел) частиць. Для високодисперсних (0,01 – 0,1 мкм) синтетичних важкодиспергуємих пігментів (залізна лазур, технічний вуглерод, деякі органічні пігменти) використовують валкові фарботерочні машини або вібраційні шарові млини, в яких створюються більш високі питомі напруги здвигу. Досягаєма дисперсність навіть при використанні легкодиспергуємих пігментів з розміром частиць 0,2 – 1,0 мкм залежить як від поверхневої активності дисперсійного середовища, так й від гідродинамічного режиму диспергування.

Максимальна продуктивність диспергуючих машин з вільно рухаючимися робочими тілами (всі види кульових млинів, аттрітори, бісерні й електромагнітні машини) досягається тільки при деякій оптимальній в'язкості паст - 0, 05 - 0,3 Па·с (в окремих випадках до 1 Па·с – аттрітори). Більш характерним параметром є опір паст напрузі здвигу, яке складає 3 – 5 Па.