Методы оптимизации составов для диспергирования
Принципы составления рецептур, применяемые в лакокрасочной промышленности для диспергирования пигментов, основываются главным образом на эмпирических данных, многолетнем 'опыте и лабораторных оценках временных и материальных затрат с целью установления рабочих (не обязательно оптимальных) условий для процесса образования дисперсии.
Можно с уверенностью сказать, что необходимо сделать по крайней мере шесть лабораторных проб в шаровых мельницах на системе с данными пигментом, пленкообразователей и растворителем, варьируя объемное содержание пигмента (ОКП) и сухой остаток раствора пленкообразователя, чтобы получить представление о приемлемой технологичности. То же справедливо для бисерной мельницы и для аппаратов высокоскоростного типа для диспергирования (HSD).Для проведения таких испытаний требуется по крайней мере три недели, а в случае красок, содержащих несколько пигментов и пленкообразователей, обычно необходимо несколько недель. Последующие опытные и промышленные испытания часто требуют дальнейшей корректировки рецептуры.
Прежде всего, для приготовления пигментной пасты в емкости смешивают определенные количества пигмента и раствора смолы до получения необходимой консистенции, затем отвешивают остальные компоненты и загружают в аппарат для диспергирования, доводя объем до требуемой степени заполнения. Этот технический прием может обеспечить или не обеспечить хорошее качество диспергирования. Давно обще'признано большое значение и существенное влияние процесса; на экономические показатели и качество конечного продукта. Невозможно добиться удовлетворительного диспергирования пигментов и наполнителей при произвольном составлении рецептур пигментных паст. Ф. К Дэниэл [1] разработал способ, получивший название «точка текучести», при помощи которого были получены составы пигментной пасты улучшенного качества. Этот способ заключается в титровании навесок пигмента растворами смолы переменной концентрации при перемешивании шпателем. Конечная точка достигается, когда смесь начинает стекать со шпателя порциями с интервалами в 1 с. Таким образом устанавливается объем раствора смолы, израсходованного на взятую навеску пигмента. Концентрация раствора смолы, при которой расходуется наименьший объем, считается оптимальной для смачивания. Пигмент и раствор смолы в установленном соотношении загружают в шаровую или бисерную мельницу, поскольку для этих типов машин требуются пасты с практически одинаковой вязкостью. Сложность состоит в том, что не все предварительно смешанные пигментные пасты будут обладать удовлетворительной текучестью для уверенного определения конечности точки, как, например, в случае органических пигментов и тонкодисперсных наполнителей. Для этих материалов рекомендуется серия испытаний в шаровой мельнице.