Реконструкція дільниці виробництва емалі ПФ-115 білого кольору, страница 5

Одним із процесів при виробництві наповнених плівкотвірних є диспергування пігментів у зв’язуючому. Метою диспергування пігментів у плівкотвірному є руйнування агрегатів часток пігментів до необхідного ступеня дисперсності, рівномірного розподілу в обсязі сполучні й стабілізації пігментних часток для запобігання повторної агрегації.

Диспергування є фізико-хімічним процесом утворення нової поверхні розділу фаз і супроводжується зниженням запасу вільної поверхневої енергії пігментних часток, внаслідок адсорбції на них молекул зв’язуючого.

Процес диспергування пігментів у розчині плівкотвірного складається із трьох основних стадій, що частково накладаються в часі:

1) змочування зв’язуючим агрегатів та первинних часток пігментів починається відразу після їхнього сполучення і супроводжується витисненням із твердої поверхні адсорбованих газів і вологи (поверхневий натяг на межі розділу зв’язуючий - пігменти знижується до «0»);

2) дезагрегація (часткове руйнування) великих агрегатів і флоккул відбувається  в результаті адсорбованого блокування компонентами зв’язуючого більшої частини коагуляційних активних центрів. Дезагрегація полегшується інтенсивним механічним впливом на пасту, при цьому агрегати подрібнюються до розмірів часток пігменту отриманих у результаті синтезу;

3) стабілізація дисперсій пігментних часток, зважених у зв’язуючому,  здійснюється в результаті виникнення ущільнених структурованих оболонок, що утворилися шляхом адсорбції на твердій поверхні молекул плівкотвірних речовин і поверхнево-активних речовин, що додають.

Адсорбційні оболонки, що складаються з макромолекул полімерів, запобігають побільшенню пігментних часток, тобто забезпечують агрегативную стійкість; зв'язки виникаючі між адсорбційними оболонками та молекулами плівкотвірної речовини, створюють загальні структуровані системи, у яких сповільнюється седиментаційні осадження пігментів та поліпшуються малярно-технічні властивості фарб. При тривалому зберіганні в таких фарбах утворю-ються оборотньо структуровані об'ємні, але легко редиспергувані осади. Швидкість диспергування визначається швидкістю адсорбції, чим вище швидкість адсорбції, тим вище швидкість диспергування.

Для диспергування пігментів у розчинах плівкотвірного до дисперсної системи пред'являються наступні вимоги:

1) повинна бути адсорбційна відповідність між пігментом і плівкотвірним, тому що в процесі диспергування виникають високі здвигові зусилля, у результаті якого фізично адсорбовуване плівкотвірне може бути десорбовано;

2) молекулярна маса плівкотвірного, у якому протікає процес диспергування, повинна бути в межах від 1 до 3 тисяч одиниць, тому що в таких умовах система не буде здатна до повторної агрегації, оскільки дотримується оптимальна товщина адсорбціоно-сольватного шару, що перешкоджає коагуляції пігментних часток;

3) розчинники повинні добре сольватувати плівкотвірне та підготовляти його до адсорбції. Тому швидкість та величина адсорбції залежать від природи розчинника і концентрації плівкотвірного в даному розчиннику.

Ефективність диспергування залежить від швидкості адсорбції [6]. 

У промисловості застосовуються наступні основні схеми диспергування пігментів:

1) змішання пігментів з усією кількістю зв’язуючого, необхідного по рецептурі та диспергування в’зких паст на валкових фарботерках з одержанням готових густиних фарб;

2) змішання пігментів з розведеним розчином зв’язуючого, містильного лише частину необхідного плівкотвірного та диспергування «худих паст» середньої в'язкості в бісерних або кульових млинах з наступним додаванням відсутньої кількості плівкотвірного на стадії складання готового ЛКМ;

3) змішання сухих мікронізованих пігментів (з попередньо модифікованою поверхнею) із зв’язуючим  одним з попередніх способів та проведення швидкісної пептизації у швидкохідних змішувачах, колоїдних млинах або ультразвукових диспергаторах;

4)  додавання до водних паст пігментів поверхнево-активних речовин і деякої кількості розчину плівкотвірного, перемішування для відбиття води та уведення відсутньої кількості плівкотвірного у швидкісних змішувачах.