塗料の中でタルクが浮遊する仕組みを説明します

遼寧省滑石集団有限公司です——曹心愚

要約です

タルクは重要な機能性の詰め物として、広く塗料工業で使用され、その優れた懸濁安定性を向上させるためには、塗料の記憶性と施工性のキーです。本論文は、遼寧省シンタルタルク集団有限責任会社は、タルクの高度加工の領域での実践的な経験に基づいて、ミクロ構造の物性と表面物理化学的特性の2つの次元から、深く塗料システムのタルクの良好な浮遊の原理を実現します。記事の焦点は、まず、どのように滑石のユニークなシート状結晶構造"バイパス"効果を介して空間ネットワークを形成し、強力な空間ビット抵抗を生成するには、物理的な基盤の浮遊を達成することです;二、タルクの表面親油疎水の特性は、表面のヒドロキシ基(-OH)を介して優先的に吸着塗料システムの油性成分と分散剤、タルク顆粒間の反発力(空間位阻止と静電気反発力)を増大させ、その絮凝集沈を防止します。三、最終的には、浮遊安定の鍵は、滑石のフラップ構造の優位性と吸着量などの指標を制御することによって、塗料媒体と密度が近い、安定した浮遊システムを形成するため、高性能塗料製品の開発のために理論と実践的な指導を提供します。

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プロローグです

塗料工業の中で、顔の詰め物の浮遊安定性は重要な技術指標で、それは直接に製品の記憶の安定性、開缶効果と最終的な塗装効果と漆膜の性能に関系しています。もし浮遊性が良くないならば、顔のフィラーは蓄積過程の中で発生しやすく沈降してかたまりを作るだけでなく、施工前の攪拌に困難をもたらすことができ(ありえ)て、エナメル膜成分の不均等、光沢度の悪い、表面が粗い、性能の低下などの一連の問題を招きます。そのため、塗料媒体の中でどのように顔のフィラーの長期安定した浮遊を実現することは、塗料の配合技術の核心課題の一つです。

タルク(Mg casocaso₁(casocaso))は天然に存在する層珪酸塩鉱物で、独特のフラック構造、低硬度、親油性、優れた化学的不活性性により、塗料に欠かせない機能性フィラーとなっています。遼寧新達タルク集団有限責任公司は、中国のタルク製品サプライヤーとして、タルクのミクロ特性とマクロ性能との間の本質的な関系を熟知しています。本論文の目的は、当社の生産と研究の経験を組み合わせて、タルクがなぜ、どのように塗料システムで優れた浮遊安定性を実現することができるかを説明することです。主に「タルク片構造の物理的な支持」と「タルク表面の親油特性による化学的安定」の2つの側面から深く分析し、最終的には2つの共同働的平衡浮遊の原理を明らかにします。

1.タルク構造の物理的浮遊の原理:空間ネットワーク橋脚効果です。

タルクの浮遊安定性の物理的基盤は、そのユニークな結晶構造に起因します。タルクはシリカ酸マグネシウムの一種で、結晶構造はシリカ酸素四面体とシリカ酸素(水素酸素)八面体の間に基本的なセル層を形成しています。セル層の内部は共有結合によって固く結ばれており、層と層の間は弱いファンデルワールス力によって結合しています。このような構造の特性は、タルクを粉砕する過程で、層に沿って非常に簡単に解理し、大量の薄いシート状の粒子を形成します。

1.1フラップ構造の「橋渡し」と「掛け橋」の役割

塗料系では、これらのミクロンやナノスケールのタルク状粒子は独立して存在しません。それらが適切な濃度で塗料媒体に分散すると、これらの不規則で鋭利なフラップ状の粒子が互い違い、重なり合い、結合し、3次元空間に連続的で緩い網目状の構造を形成します。これを「橋渡し」あるいは「架橋」効果と呼びます。無数の滑石片でできたこのネットワークは、塗料の中に目に見えない「骨組み」や「足場」を作ったようなものです。

1.2空間抵抗と沈降障壁です

この強固な空間ネットワーク構造は浮遊安定性に重要な役割を果たします

支持と運搬:このネットワークは塗料体系の他の比重の大きい粒子(例えばチタン、カルシウムなど)を効果的に支持し、それらをネットワークの隙間に「留め」または「支え」、重力による沈降を大幅に遅らせます。

系の粘度を高める:3次元ネットワークの形成が顕著に塗料の系の触変性を増加させ、すなわち静的に高い粘度を示し、粒子の沈降抵抗(ストークス則の粘度項η)が大幅に増加し、沈降速度が急激に低下します。せん断力を受けて(例えば攪拌、ブラシ塗布)、ネットワークの構造が一時的に破壊され、システムの粘度が低下し、良好な流平性と施工性を示します。せん断力がなくなると、ネットワークの構造がすばやく回復して、粒を閉じ込め直すことができます。

沈降障壁の形成:密集したネットワーク構造自体が物理障壁のようで、下の粒子が液の沈降通路を向上させることを妨げ、沈降プロセスが非常にゆっくりとなり、沈殿層の形成がより緩やかで、容易ではありません。

遼寧新達滑石グループが生産した特定規格の滑石は、正確な制御によって粉砕と等級プロセス、高径厚比、形態の整然としたシート状の粒子を得ることができ、このような物理的な懸濁ブラケット効果を最大化し、塗料に優れた沈下性能を提供します。

2.タルクの表面の親油の特性の化学浮遊の原理:界面の潤いと安定作用です

フラップ構造が浮いている「骨」だとすると、タルクの表面の物理化学的な性質は、浮いている状態を維持する「血肉」です。タルクの表面は典型的な親油疎水(疎水親油)の特性を示し、この特性は良好な分散と浮遊を可能にする化学的基盤です。

2.1表面特性と湿潤プロセスです

タルクの親油性はそのシートの表面が主にシロキサン結合(- si-o-si-)で、非極性を呈して、大部分の有机溶剤と樹脂との相性が良いです。また、タルク片の層と縁には少量のシリカ-ヒドロキシ基(si-oh)とマグネシウム-ヒドロキシ基(mg-oh)が存在します。これらのヒドロキシ基(-OH)は表面変性の活性部位を提供します。塗料の調製プロセスでは、タルクに樹脂、溶剤、分散剤を含むシステムを加えると、その表面に以下の重要なプロセスが発生します。

吸着優先:タルクの親油表面は吸着系の油性成分(ポリマー樹脂分子、界面活性剤など)を優先します。分散剤分子のアンカー基はファンデルワールス力、水素結合、化学結合によってタルク粒子の表面に密着しており、特に表面のヒドロキシ基(-OH)部位が重要な吸着中心となっています。

クラッカー層の形成:吸着されたポリマーの長鎖または界面活性剤分子は、タルク粒子の表面に緻密で溶媒化されたポリマークラッカー層を形成します。

2.2「富力」の発生と浮遊安定機構です

ここでの「富力」は総合的な表現で、タルク粒子を媒体中に分散させ、集積に抵抗する斥力を意味し、主に空間的位置阻止力と静電斥力を含みます。

空間的ビット反発力の増大:2つのポリマー被覆を有するタルク粒子が互いに接近すると、その被覆が重なり、圧縮され始めます。この過程はエントロピーの減少と浸透圧の不均衡をもたらし、粒子の接近を妨げる強い反発力を生みます。タルクの表面に吸着されている油性成分が多ければ多いほど、丈夫であればあるほど、より厚く緻密な被覆層が形成され、より強い空間位反発力が生じます。

静電斥力の補助:イオン型分散剤が吸着すると、タルク粒子の表面に電荷が入って二重電気層を形成し、静電斥力によってさらに安定を補助します。

そのため、タルクは、その表面のヒドロキシ基などの活性サイトを介して"アクティブ"油性物質を吸着し、粒子間の反発力("リッチ")を大幅に増加し、効果的にファンデルワールス重力を克服し、凝集や集合体の形成を防止します。細かく分散した1枚のフラップ状粒子は、上記のような3次元ネットワーク構造を効率的に構築し、長期間安定した浮遊を可能にします。

3.浮遊の鍵:シート構造と吸着量の密度バランスを達成します。

ストークスの法則は、粒子の沈降速度が粒子と媒体の密度の差に比例することを示しています。そのため、理論的には、顔フィラーの表面密度と塗料媒体の密度を限りなく近づけることができれば、最適な浮遊効果が得られます。タルクの浮遊はまさにその原理を体現しており、フラップ構造と吸着量の相乗作用が鍵となっています。

3.1油吸着量と表面密度の調節です

タルクの「油吸着量」は、タルク粒子の表面に油を吸着する能力を特徴付ける非常に重要な技術指標です。高径厚比シート状のタルクは比表面積が大きいため、一般的に吸油量が高くなります。タルクが塗料に分散すると、その表面に大量の樹脂や溶剤が吸着され、それらが有機的にタルク粒子の「外殻」の一部となります。

低密度の「復合粒子」の形成:1箇のタルク片の密度は約2.7-2.8 g/cmで、塗料媒体(通常1.0-1.2 g/cm程度)よりはるかに高いです。しかし、表面が低密度の有機層で覆われると、形成された「タルクコア-キャビネット」複合粒子の見かけの密度が著しく低下します。

構造と油吸着量の協同:シート構造が発達すればするほど(径厚比が大きいほど)、比表面積が大きいほど、油吸着量が高くなり、吸着できる低密度有机相が多くなります。タルクの粒径分布、径厚比と表面改質の程度を正確に制御することによって、効果的にその吸油量を調節することができます。さらに、特定の塗料体系の中での見かけの密度を細かく調整し、塗料媒体の密度に限りなく近い。

3.2動的平衡浮遊システムの確立です

最終的に、1つの理想的な浮遊システムを確立することができます:一方で、タルク状の粒子は接合によって3次元ネットワークを形成し、物理的に沈降を妨げます。一方、表面親油吸着作用により粒子間の反発力を高めて分散安定性を維持し、油吸着量を高めることで粒子と媒体の密度差を低減し、沈降駆動力を力学的に小さくします。この2つが相乗作用を起こし、ダイナミックで安定した浮遊状態を作り出しています。この状態では、粒子のブラウン運動は、微細な密度差による沈降の傾向を克服するのに十分であり、長期間の硬沈殿のない安定した保存を可能にします。

結論です

要約すると、タルクの塗料の浮遊安定性は、物理的な構造と表面化学の復雑で精巧なプロセスの組み合わせです。遼寧鑫達滑石集団有限責任公司は考えます:

タルクのユニークなフラップ構造は、物理的な浮遊を実現する基盤であり、3次元ネットワークを構築することで空間的な抵抗を提供し、塗料に触変性を与え、沈降を根本的に遅らせます。

タルク表面の親油疎水性とヒドロキシ基活性部位は、化学浮遊を実現するための重要なポイントであり、油性成分を優先的に吸着することによって粒子間の「富力」(空間的位置抵抗と静電斥力)を増大させ、粒子の良好な分散を確保し、凝集を回避します。

浮遊の究極の鍵は、フラップ構造と吸着量の相乗効果であり、タルク粒子は塗料媒体に近い密度の「複合粒子」を形成するように制御され、物理的なネットワーク障壁と結合して、ほぼバランスの安定した浮遊状態になります。

そのため、塗料の配合設計において、高い径厚比、好適吸油量と良好な表面適合性を有するタルクを選択することは、優れた浮遊安定性を得るための鍵となります。遼寧新達滑石集団は引き続き異なる規格の高性能滑石製品の開発に力を入れて、塗料工業の日に日に増加する安定性、機能性と環境保護性の需要を満たして、業界の発展に力を尽くします。

参考文献です

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