ข่าวอุตสาหกรรม
สารกระจายตัวในน้ำคืออะไรกันแน่?
คุณเพิ่งปรับสูตรเคลือบน้ำเสร็จแล้ว เม็ดสีจะกระจายตัวอย่างหมดจดบนโรงสี แต่หลังจากเก็บรักษาไว้สองสัปดาห์ กระป๋องจะมีตะกอนแข็งซึ่งจะไม่กวนกลับ และการดึงออกจะดูเป็นหย่อมๆ ผู้กำหนดสูตรส่วนใหญ่เคยอยู่ที่นั่น และผู้กระทำผิดก็แทบจะไม่มีตัวเป็นเม็ดสีเลย โดยปกติแล้วจะเป็นสารกระจายตัวที่ขาดหายไปหรือไม่ตรงกัน
แล้วสารกระจายตัวในน้ำคืออะไรกันแน่? กล่าวง่ายๆ ก็คือ สารช่วยกระจายตัวในน้ำเป็นสารเติมแต่งที่ออกฤทธิ์บนพื้นผิวซึ่งช่วยให้อนุภาคของแข็งละเอียด เช่น เม็ดสีและสารตัวเติม กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในระบบที่ใช้น้ำ และคงตัวแยกจากกันเมื่อเวลาผ่านไป
น้ำไม่ใช่พื้นหลังที่เป็นกลาง มีแรงตึงผิวสูง และเม็ดสีและสารตัวเติมอินทรีย์ส่วนใหญ่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งหมายความว่าพวกมันชอบที่จะเกาะติดกันมากกว่าน้ำ เมื่อผงเม็ดสีถูกกวนลงในน้ำโดยไม่มีตัวช่วยกระจายตัว อนุภาคจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนที่หลวมเพื่อลดการสัมผัสกับของเหลวโดยรอบ ลองนึกถึงการพยายามผสมผงโกโก้ลงในนมเย็น โดยผงจะลอยอยู่บนพื้นผิว ก่อตัวเป็นก้อน และทนต่อการเปียก สารกระจายตัวจะเปลี่ยนพฤติกรรมนั้น โมเลกุลของมันดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาค ลดแรงตึงของพื้นผิว และแยกอนุภาคออกจากกันโดยให้แต่ละชั้นมีชั้นป้องกัน
สารกระจายตัวในน้ำทำหน้าที่สำคัญสามประการ: ทำให้พื้นผิวอนุภาคเปียก ช่วยสลายการจับตัวเป็นก้อน และสร้างสิ่งกีดขวางที่ป้องกันไม่ให้อนุภาคจับตัวเป็นก้อนอีกครั้ง
สารช่วยกระจายตัวทำงานอย่างไรในระบบน้ำ?
หลักการทำงานเข้าใจได้ง่ายที่สุดโดยเป็นลำดับสามขั้นตอนที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการกระจายตัว ตั้งแต่วินาทีที่ผงสัมผัสของเหลวไปจนถึงฐานบดที่เสร็จแล้ว
ขั้นตอนที่ 1: ทำให้พื้นผิวอนุภาคเปียก
เมื่อเติมผงเม็ดสีแห้งลงในน้ำ อากาศจะเกาะติดกับพื้นผิวของอนุภาค สารกระจายตัวช่วยลดความตึงเครียดระหว่างของแข็งและของเหลว ทำให้น้ำสามารถไล่อากาศและทะลุช่องว่างระหว่างอนุภาคได้ ขั้นตอนนี้จะเปลี่ยนเม็ดสีจากผงแห้งที่ไม่สามารถเปียกได้เป็นสารละลายที่เข้ากันได้กับของเหลว การปัสสาวะรดเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วแต่เป็นสิ่งสำคัญ หากไม่มีสิ่งนี้ ขั้นตอนต่อไปก็ไม่สามารถดำเนินการต่อไปได้
ขั้นตอนที่ 2: สลาย Agglomerates
เมื่อพื้นผิวเปียก พลังงานกลจะถูกนำไปใช้ผ่านตัวละลายความเร็วสูง โรงสีลูกปัด หรืออุปกรณ์บดอื่นๆ สารช่วยกระจายตัวไม่บดขยี้อนุภาคด้วยตัวมันเอง สิ่งที่ทำคือทำให้พันธะภายในของกลุ่มเกาะกลุ่มลดลงโดยการดูดซับบนพื้นผิวที่เพิ่งเปิดออก ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนเกาะติดกัน ในทางปฏิบัติ เคมีแรงเฉือนและสารช่วยกระจายตัวทำงานควบคู่กัน โดยโรงสีจะให้พลังงาน และสารช่วยกระจายตัวจะป้องกันไม่ให้อนุภาคที่แยกออกจากกันกลับมารวมตัวกันอีกครั้ง
ขั้นตอนที่ 3: ทำให้การกระจายตัวคงที่
หลังจากที่อนุภาคถูกแยกออกจากกัน พวกมันจะพยายามรวมตัวกันอีกครั้งทันที เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนจะทำให้พวกมันสัมผัสกัน สารช่วยกระจายตัวปิดกั้นสิ่งนี้ผ่านกลไกการทำให้เสถียรกลไกใดกลไกหนึ่งจากสองกลไก
ความเสถียรของไฟฟ้าสถิตกับสเตอริก
เสถียรภาพทางไฟฟ้าสถิต ขึ้นอยู่กับสารช่วยกระจายตัวของไอออนิก เช่น ชนิดประจุลบหรือประจุบวก ซึ่งดูดซับบนพื้นผิวอนุภาคและสร้างประจุไฟฟ้า อนุภาคที่มีประจุเท่ากันจะผลักกัน ซึ่งทำให้ระบบของเหลวคงอยู่ กลไกนี้มีประสิทธิภาพ แต่มีจุดอ่อน นั่นคือ เกลือที่ละลายจะบีบอัดชั้นไฟฟ้า 2 ชั้น และการเปลี่ยนแปลง pH สามารถทำให้ประจุที่พื้นผิวเป็นกลางได้ ในสูตรการเคลือบจริงทั้งสองแบบเป็นเรื่องธรรมดา
การรักษาเสถียรภาพของสเตียรอยด์ ทำงานแตกต่างออกไป สารช่วยกระจายตัวแบบโพลีเมอร์เกาะติดกับอนุภาคผ่านกลุ่มจุดยึด ในขณะที่โซ่โพลีเมอร์ขยายไปสู่เฟสน้ำ ทำให้เกิดชั้นดูดซับขนาดใหญ่ ชั้นทางกายภาพนี้ป้องกันไม่ให้อนุภาคเข้ามาใกล้พอที่จะจับตัวเป็นก้อน โดยไม่คำนึงถึงสภาพแวดล้อมที่เป็นไอออนิก
สำหรับการเคลือบแบบน้ำ โดยทั่วไปการทำให้เสถียรแบบสเตอริกจะเป็นเส้นทางที่เชื่อถือได้มากกว่า น้ำประปา เม็ดสีเจือปน และระบบเรซินล้วนทำให้เกิดอิเล็กโทรไลต์ และค่า pH ที่เบี่ยงเบนไประหว่างการผสมสูตรถือเป็นเรื่องปกติ แรงผลักจากไฟฟ้าสถิตสามารถลดลงได้จากปัจจัยเหล่านั้น ในขณะที่สิ่งกีดขวางแบบสเตอริกยังคงมีประสิทธิภาพในสภาวะที่หลากหลายกว่ามาก นั่นคือเหตุผลว่าทำไมสารช่วยกระจายตัวในน้ำสมัยใหม่ส่วนใหญ่จึงเป็นโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง แทนที่จะเป็นสารลดแรงตึงผิวแบบไอออนิกธรรมดา
เหตุใดการเคลือบสูตรน้ำจึงต้องมีสารช่วยกระจายตัว
สารช่วยกระจายตัวไม่ใช่ตัวเลือกเสริมในสารเคลือบสูตรน้ำ เป็นส่วนผสมที่ช่วยให้ระบบมีความเสถียรตั้งแต่ขั้นตอนการบดจนถึงฟิล์มที่เสร็จแล้ว หากไม่มีข้อผิดพลาดดังกล่าว ความล้มเหลวในทางปฏิบัติห้าประการจะปรากฏขึ้น และแต่ละรายการต้องเสียเวลา วัสดุ หรือคุณภาพของผลิตภัณฑ์
- การตกตะกอนของเม็ดสี อนุภาคจะค่อยๆ จมลงภายใต้แรงโน้มถ่วงและก่อตัวเป็นตะกอนแข็งที่ด้านล่างของภาชนะ ในกรณีที่รุนแรง ตะกอนจะไม่สามารถกระจายตัวซ้ำได้โดยการกวน และทำให้แบตช์สูญเปล่า
- การตกตะกอน คลัสเตอร์ที่หลวมจะปฏิรูปหลังจากการบด ส่งผลให้ความหนืดเพิ่มขึ้นและพฤติกรรมการไหลไม่สอดคล้องกันในแต่ละชุด
- ลอยน้ำและน้ำท่วม ในระบบเม็ดสีผสม อนุภาคที่มีขนาดและเคมีของพื้นผิวต่างกันจะแยกออกจากกันระหว่างการสร้างฟิล์ม ทำให้เกิดเส้นริ้ว จุดด่าง หรือสีแห้งที่แตกต่างจากฟิล์มเปียก
- ลดความมันเงา Agglomerates ทำหน้าที่เป็นจุดบกพร่องในการกระเจิงแสงบนพื้นผิวฟิล์ม ดังนั้นการเคลือบจึงแห้งด้วยหมอกควัน แทนที่จะได้พื้นผิวที่เรียบเนียนและมันวาว
- ความแข็งแรงในการย้อมสีอ่อน เมื่อเม็ดสีไม่กระจายตัวเต็มที่ การพัฒนาสีก็ไม่ดี ผู้กำหนดสูตรจะต้องเพิ่มเม็ดสีเพิ่มเติมเพื่อให้ได้เฉดสีที่ต้องการ ซึ่งจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นและอาจส่งผลต่อคุณสมบัติของฟิล์มอื่นๆ
ปัญหาเหล่านี้พบเห็นได้ชัดเจนในน้ำมากกว่าในระบบที่ใช้ตัวทำละลาย ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของน้ำที่สูงทำให้ระบบไวต่อสิ่งเจือปนที่เป็นไอออนิก และการเบี่ยงเบนของค่า pH อาจทำให้การกระจายตัวที่มีความเสถียรเล็กน้อยไม่เสถียร สารกระจายตัวที่เข้ากันได้ดีคือความแตกต่างระหว่างสารเคลือบที่ทำงานได้อย่างคาดเดาได้กับสารเคลือบที่ล้มเหลวระหว่างการเก็บรักษาหรือการใช้งาน
สารกระจายตัวกับสารทำให้เปียก: อะไรคือความแตกต่าง?
คำทั้งสองนี้มักใช้สลับกัน แต่อธิบายถึงงานที่แตกต่างกัน ก สารทำให้เปียก ลดแรงตึงผิวเพื่อให้ของเหลวสามารถกระจายไปทั่วและเจาะพื้นผิวแข็งได้ มันตอบคำถาม: น้ำจะทำให้ผงนี้เปียกหรือไม่? ก ตัวแทนกระจายตัว ช่วยให้อนุภาคของแข็งแยกออกจากกันหลังจากการเปียก มันตอบคำถามที่ว่า อนุภาคเหล่านี้จะแยกออกจากกันหรือไม่
ในกระบวนการบดจริง การเปียกต้องมาก่อน ลองนึกภาพเม็ดสีที่รวมตัวกันเป็นก้อนอนุภาคละเอียดโดยมีอากาศติดอยู่ในรูขุมขน สารทำให้เปียกดึงของเหลวเข้าไปในรูขุมขนเหล่านั้นและไล่อากาศ เมื่อนั้นโมเลกุลของสารช่วยกระจายตัวจึงจะเข้าถึงพื้นผิวของอนุภาคและดูดซับได้ หากการทำให้เปียกไม่สมบูรณ์ สารช่วยกระจายตัวจะไม่สามารถทำงานได้เนื่องจากไม่สามารถไปถึงพื้นผิวที่ต้องการปกป้องได้
สารเติมแต่งสมัยใหม่หลายชนิดมีป้ายกำกับว่าสารทำให้เปียกและสารกระจายตัว เนื่องจากโมเลกุลเดี่ยวทำหน้าที่ทั้งสองอย่าง ความแตกต่างทางแนวคิดยังคงมีความสำคัญสำหรับการแก้ไขปัญหา หากปัญหาคือการทำให้พื้นผิวเปียกไม่ดีหรือเป็นหลุมบนพื้นผิวที่ใช้พลังงานต่ำ สารทำให้เปียกมักจะเป็นวิธีการแก้ปัญหาอันดับแรก หากปัญหาคือการตกตะกอน การตกตะกอน หรือการลอยตัว สารกระจายตัวถือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ
สารกระจายตัวหลักสำหรับระบบทางน้ำ
สารกระจายตัวของน้ำสามารถจัดเรียงตามประจุและโครงสร้างโมเลกุล ปัจจัยทั้งสองจะกำหนดว่าสารเติมแต่งมีปฏิกิริยาอย่างไรกับพื้นผิวเม็ดสีและกับระบบเรซินโดยรอบ
| ประเภท | ชาร์จ | กลไกการรักษาเสถียรภาพ | เหมาะที่สุดสำหรับ | ข้อจำกัดหลัก |
|---|---|---|---|---|
| ประจุลบ | เชิงลบ | ไฟฟ้าสถิต | เม็ดสีอนินทรีย์ เช่น ไทเทเนียมไดออกไซด์ และเหล็กออกไซด์ | ไวต่ออิเล็กโทรไลต์และการเปลี่ยนแปลง pH |
| ประจุบวก | แง่บวก | ไฟฟ้าสถิต | สูตรที่เป็นกรดและเม็ดสีพิเศษที่คัดสรร | ความเข้ากันได้ไม่ดีกับระบบอะคริลิกประจุลบและโพลียูรีเทนซึ่งพบได้ทั่วไปในสีน้ำ |
| ไม่ใช่ไอออนิก | ไม่มี | สเตอริคที่อ่อนแอ | ระบบที่ต้องหลีกเลี่ยงประจุไอออนิก | การยึดเกาะบนเม็ดสีที่มีขั้วสูงมีจำกัด |
| โพลีเมอร์ | ตัวแปร | สเตอริคที่แข็งแกร่ง | เม็ดสีออร์แกนิก คาร์บอนแบล็ค และเม็ดสีผสม | ต้นทุนที่สูงขึ้นและความจำเป็นในการทดสอบความเข้ากันได้ |
สำหรับการเคลือบด้วยน้ำประสิทธิภาพสูงส่วนใหญ่ สารช่วยกระจายตัวโพลีเมอร์เป็นตัวเลือกหลัก กลุ่มพุกหลายกลุ่มจับกันอย่างแน่นหนากับพื้นผิวเม็ดสี ในขณะที่สายโซ่โพลีเมอร์ขยายไปสู่เฟสน้ำและให้ความเสถียรแบบสเตอริกในระยะยาว นี่คือเหตุผลว่าทำไมผู้กำหนดสูตรที่ทำงานกับเม็ดสีอินทรีย์ที่จัดการยากหรือคาร์บอนแบล็คที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจึงมักหันมาสนใจ สารช่วยกระจายตัวแบบโพลีเมอร์สำหรับการทำให้คงตัวแบบสเตอริก แทนที่จะอาศัยสารลดแรงตึงผิวไอออนิกธรรมดา
กำหนดเอง DH-6321 ซัพพลายเออร์สารช่วยกระจายตัวโพลีเมอร์, โรงงาน - Suzhou Qingtian New Mat Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd. คือซัพพลายเออร์และโรงงานสารช่วยกระจายตัวโพลีเมอร์ของจีน DH-6321 รายละเอียด: เหมาะสำหรับ p ... ดูผลิตภัณฑ์ → วิธีเลือกสารกระจายตัวที่เหมาะสมสำหรับสูตรผสมน้ำของคุณ
การเลือกสารช่วยกระจายตัวขึ้นอยู่กับการจับคู่เคมีกับระบบเฉพาะของคุณ ไม่มีผลิตภัณฑ์ที่เป็นสากล แต่รายการตรวจสอบที่ใช้งานได้จริงจะครอบคลุมสถานการณ์การกำหนดสูตรส่วนใหญ่
- ระบุเม็ดสีและประเภทของฟิลเลอร์ เม็ดสีอินทรีย์ รวมถึงพทาโลไซยานีนบลูส์และกรีน คาร์บอนแบล็ค และควินาคริโดนหลายชนิด มีพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ำขนาดใหญ่ และมักจะต้องใช้สารช่วยกระจายตัวแบบโพลีเมอร์ เม็ดสีอนินทรีย์ เช่น ไททาเนียมไดออกไซด์และเหล็กออกไซด์ มักจะตอบสนองได้ดีต่อสารช่วยกระจายประจุลบที่มีขนาดเล็กกว่า
- ยืนยันความเข้ากันได้กับระบบเรซิน สารช่วยกระจายตัวต้องไม่ทำให้สารยึดเกาะไม่คงตัว การกระจายตัวของอีพอกซีมีขั้วและเคมีพื้นผิวในตัวเอง ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบมาสำหรับระบบอะคริลิกทั่วไปอาจทำงานได้ไม่ดี สำหรับสูตรเหล่านั้น ให้มองหา สารช่วยกระจายตัวที่ออกแบบมาสำหรับระบบอีพอกซีเรซิน
สารช่วยกระจายตัว DH-6200 แบบกำหนดเองสำหรับซัพพลายเออร์ระบบอีพ็อกซี่โรงงาน - ซูโจวชิงเทียน Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd. คือสารช่วยกระจายตัวของจีน DH-6200 สำหรับซัพพลายเออร์และโรงงานระบบอีพ็อกซี่ รายละเอียด: การบดและการกระจาย... ดูผลิตภัณฑ์ → แทน - พิจารณาข้อกำหนดการใช้งานขั้นสุดท้าย หากการเคลือบต้องเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เช่น ไพรเมอร์ป้องกันไฟฟ้าสถิตที่มีคาร์บอนแบล็ค สารช่วยกระจายตัวจะต้องจัดการกับเม็ดสีที่มีพื้นที่ผิวสูงโดยไม่รบกวนการนำไฟฟ้า เกรดพิเศษได้รับการกำหนดขึ้นสำหรับสถานการณ์นี้โดยเฉพาะ
- คัดกรองขนาดยาด้วยการไล่ระดับสี ช่วงเริ่มต้นทั่วไปคือสารช่วยกระจายตัว 5% ถึง 20% โดยน้ำหนักของเม็ดสี ขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของเม็ดสี น้อยเกินไปทำให้มีเสถียรภาพไม่ดี มากเกินไปอาจทำให้ความหนืดเพิ่มขึ้นหรือเพิ่มความไวต่อน้ำของฟิล์มขั้นสุดท้ายได้
- ตรวจสอบความถูกต้องด้วยการทดสอบการบดและการเก็บรักษา วัดความละเอียดของการบดด้วยเกจ Hegman ในระหว่างการกัด จากนั้นตรวจสอบความหนืด การพัฒนาของสี และการก่อตัวของตะกอนเหนือสภาวะการเก็บรักษาที่ได้รับการควบคุม การทดสอบง่ายๆ เหล่านี้เผยให้เห็นมากกว่าการคำนวณทางทฤษฎีใดๆ
สำหรับวิธีการแบบทีละขั้นตอนโดยละเอียดมากขึ้นในการจับคู่เกรดสารช่วยกระจายตัวกับสูตรของคุณ โปรดดูที่ คำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับการเลือกเกรดสารช่วยกระจายตัวที่เหมาะสม . หากต้องการเปรียบเทียบตัวเลือกที่มีให้เทียบเคียงกัน สำรวจกลุ่มผลิตภัณฑ์สารช่วยกระจายตัวในน้ำ .
ผู้ผลิตขายส่งสารช่วยกระจายตัวสูตรน้ำ โรงงาน ในฐานะผู้ผลิตและโรงงานสารช่วยกระจายตัวแบบน้ำของจีน บริษัท Suzhou Qingtian New Material Co., Ltd. นำเสนอสารช่วยกระจายตัวแบบน้ำขายส่ง... ดูผลิตภัณฑ์ → บทสรุป
การทำความเข้าใจว่าสารช่วยกระจายตัวในน้ำคืออะไรนั้นขึ้นอยู่กับประเด็นที่คงทนบางประการ โดยทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันรอบๆ อนุภาคแต่ละชิ้น ช่วยให้เม็ดสีและสารตัวเติมแยกตัวออกจากกันในระยะน้ำที่ต่อเนื่องกัน โดยทำงานในสามขั้นตอน: ทำให้พื้นผิวอนุภาคเปียก รองรับการแยกตัวเป็นก้อนภายใต้แรงเฉือน และทำให้อนุภาคเสถียรจากการรวมตัวกันเป็นคลัสเตอร์ ในการเคลือบด้วยน้ำ โดยทั่วไปการทำให้เสถียรแบบสเตอริกมีความน่าเชื่อถือมากกว่าการขับไล่ด้วยไฟฟ้าสถิต เนื่องจากทนทานต่อการเปลี่ยนแปลง pH และการรบกวนของอิเล็กโทรไลต์ และการเลือกที่ถูกต้องจะขึ้นอยู่กับเคมีของพื้นผิวเม็ดสี ความเข้ากันได้ของเรซิน ความต้องการใช้งาน และการทดสอบปริมาณยาที่ได้รับการตรวจสอบความถูกต้อง
คุณภาพการกระจายตัวเป็นหนึ่งในปัจจัยที่แข็งแกร่งที่สุดที่ผู้สร้างสูตรมีมากกว่าความเสถียรในการจัดเก็บ ลักษณะที่ปรากฏ และต้นทุน หากสูตรที่เป็นน้ำประสบปัญหาการตกตะกอน ลอยตัว หรือมีการพัฒนาสีที่อ่อนแอ สารช่วยกระจายตัวคือที่แรกที่ต้องพิจารณา
