由着色力变化评定着色颜料分散性

1 分散性评定方法概述
分散性作为颜料和体质颜料的一项重要应用性能,近年来越来越受到颜料生产企业以及其用户的重视,目前国内尚无评定分散性用的系列方法。国际标准化组织I S O制定了评定分散性用的分散方法系列标准I S O 8780-1～6以及分散性评定方法系列标准ISO 8781-1～3。其内容介绍如下：ISO 8780《颜料和体质颜料—评定分散性用的分散方法》分为6个部分：
第1部分(总则)对评定分散性用分散方法和评定方法的常用术语进行了解释,对影响测试结果的因素(采用的漆基体系、分散方法和评定方法)进行了说明。
第2部分(用振荡磨分散)适用于低黏度研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有油漆调制机。此法通过振荡使研磨球在研磨料中作自由运动,将颜料分散于介质中。
第3部分(用高速搅拌机分散)适用于高黏度研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有高速搅拌机。此法通过高速搅拌机高速旋转对研磨料形成高剪切力,使颜料分散于介质中。
第4部分(用砂磨分散)适用于低、中黏度的研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有砂磨。此法通过搅拌带动研磨球在研磨料中作自由运动,使颜料分散于介质中。
第5部分(用自动平磨机分散)适用于高黏度研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有自动平磨机。此法将研磨料置于磨板间,通过在自动平磨机磨板上施加一定负载,以板的旋转使颜料分散于介质中。
第6部分(用三辊磨分散)适用于较宽范围的高黏度研磨料的研磨分散,使用的仪器设备主要有三辊磨。此法通过调节三辊磨辊子之间的接触压力使研磨料均匀分布于辊子之间,辊子转动使颜料分散于
介质中。
上述6个部分中,第1部分是其他5个部分的基础。第2～6部分分别介绍了5种分散方法,分别适用于不同的领域。6个部分作为一个整体它们满足了不同产品和不同使用者的要求。

I S O8781《颜料和体质颜料分散性的评定方法》分为3个部分：
第1部分(由着色颜料的着色力变化进行评定)适用于着色颜料分散性的评定。其主要内容为在规定的条件下,将试验颜料和商定的参照颜料分阶段地分散至商定的漆基体系中。在每个渐进的分散阶段后,取出部分研磨料分别与白色颜料浆混合形成冲淡浆。每个冲淡浆的着色力(K/S)可用光谱光度计测得。计算试验颜料和参照颜料在选定的相同阶段下2个分散体之间着色力增加值(以百分数表示)来评定两者之间的分散性差异。也可以绘制着色力递增图(K/S值对分散阶段ti函数的曲线图)来详细地评定了解颜料的分散难易程度。
第2部分(由研磨细度的变化进行评定)适用于所有颜料分散性的评定。其主要内容为在规定的条件下试验颜料和商定的参照颜料分别分阶段地分散在商定的漆基体系中。在完成每个分散阶段后,取出部分研磨料测定研磨细度。绘制随分散阶段而变化的研磨细度曲线图。由图可以确定获得商定研磨细度所需的分散阶段。
第3部分(由光泽的变化进行评定)适用于所有颜料分散性的评定。其主要内容为在规定的条件下,将试验颜料和商定的参照颜料分别分阶段地分散在商定的漆基体系中。在逐步加强的分散阶段后,取
出部分研磨料,制成涂料,涂布在底材上,自然干燥或烘干。然后测定干膜的镜面光泽。绘制随分散阶段而变化的光泽曲线图。由图可以确定获得商定镜面光泽值所需的分散阶段。
上述3个部分均应与I S O8780《颜料和体质颜料评定分散性用的分散方法》中第1部分一起阅读使用。每1种评定方法得出的结果与所用分散方法以及分散时选用的漆基体系是密切相关的。因此,进行分散性评定时应同时考虑采用哪种漆基体系、选用哪一种或几种分散方法以及哪一种或几种评定方法这3个方面的因素,这样得到的评定结果才有意义。

本文选择了4个品种共8个样品采用一种分散方法[用自动平磨机分散(I S O 8780-5:1990)]和一种评定方法[由着色颜料的着色力变化进行评定(I S O8781-1:1990)]进行了试验,并由试验结果对几种颜料的分散性差异进行了分析比较,为制定科学的颜料分散性分散和评定方法标准奠定了基础。

2 试验部分
2.1 样品选择
选取4个品种共8个样品,分别为氧化铬绿1#、氧化铬绿2#、酞菁蓝B1#、酞菁蓝B2#、酞菁绿G1#、酞菁绿G2#、炭黑1#样和炭黑2#样。
2.2 主要材料
漆基：醇酸树脂；
白浆：40%(二氧化钛质量分数),所用漆基体系为醇酸树脂。
2.3 相关方法
ISO 8780-1:1990颜料和体质颜料评定分散性用的分散方法第1部分：总则；
ISO 8780-5:1990颜料和体质颜料评定分散性用的分散方法第5部分：用自动平磨机分散；
ISO 8781-1:1990颜料和体质颜料分散性的评定方法第1部分：由着色颜料的着色力变化进行评定；
GB/T 13451.2－1992 着色颜料相对着色力和白色颜料相对散射力的测定光度计法。

3 结果及分析
3.1 试验结果
选择了4个品种共8个样品采用一种分散方法[用自动平磨机分散(I S O 8780-5:1990)]和一种评定方法[由着色颜料的着色力变化进行评定(I S O8781-1:1990)]进行了试验。试验结果见表1。
表1 试验结果

补充说明：1）使用SF450分光测色仪测定；2）各阶段均单独制样；3）表中着色力增加值IS为各分散阶段与阶段1(50 r)之间的计算结果。
以表1中数据绘制K/S对1/t i的着色力递增曲线图,见图1的(a)～(h)。
3.2 结果分析
从表1中试验结果及图1(a)～(h)着色力递增曲线图可以看出：

图1 K/S对1/ti的着色力递增曲线
(1)选定分散阶段1(研磨转数50 r)和分散阶段4(研磨转数400 r),从2个分散阶段之间着色力增加值I S的大小可以比较同品种颜料不同样品之间的分散性差异,如氧化铬绿1#样和2#样之间,酞菁蓝B1#样和2#样之间,其着色力增加值I S相同,差值为0,炭黑1#样和2#样之间,其着色力增加值I S差值为3,说明两个样品之间分散性差异很小,而酞菁绿G1#样和2#样之间着色力增加值I S差值为31,说明
两个样品分散性差异很大。
( 2 )着色力递增曲线的斜率小(着色力增加不大)表示颜料容易分散,斜率大(着色力增加很大)表示颜料难分散,如氧化铬绿颜料1#样随着分散阶段1至4,其着色力增加值变化很小(阶段4和阶段1之间的K/S值绝对差约0.004)见图1(a),酞菁蓝B1#样随着分散阶段1至4,其着色力增加较大(阶段4和阶段1之间的K/ S值绝对差约0 . 1 2 6 )见图1 ( c ) ,酞菁绿G1#样随着分散阶段1至4,其着色力增加很大(阶段4和阶段1之间的K/S值绝对差约0.321)见图1(e),炭黑1#样随着分散阶段1至4,其着色力增加也较大(阶段4和阶段1之间的K/S值绝对差约0.083)见图1(g),比较上述4个样品,其分散性程度由易至难的次序依次为：氧化铬绿颜料1#、炭黑1#、酞菁蓝B1#、酞菁绿G1#。