مبادئ الاختيار والجرعة واستخدام مسحوق الطلاء
Aug 31, 2024
يتم تحقيق تعديل سطح المساحيق إلى حد كبير من خلال عمل معدلات السطح على سطح المسحوق. لذلك، فإن صياغة المعدلات السطحية (التنوع والجرعة والاستخدام) لها تأثير مهم على تأثير تعديل سطح المسحوق وأداء تطبيق المنتج المعدل. إن صياغة المعدلات السطحية مستهدفة للغاية، أي أنها تتميز بخصائص "مفتاح واحد يفتح قفلًا واحدًا"، والتي تتضمن بشكل أساسي اختيار الأصناف وتحديد الجرعة والاستخدام.1. فحص المعدلات السطحية الاعتبارات الرئيسية لاختيار أصناف معدلة السطح هي خصائص المواد الخام المسحوقة، والغرض أو مجال تطبيق المنتج، وعوامل مثل العملية والسعر وحماية البيئة. (1) خصائص المواد الخام المسحوقة خصائص المواد الخام المسحوقة هي بشكل أساسي الحموضة والقلوية والبنية السطحية والمجموعات الوظيفية وخصائص الامتزاز والتفاعل الكيميائي، وما إلى ذلك. يجب اختيار معدّلات السطح التي يمكن أن تتفاعل كيميائيًا أو ممتزًا كيميائيًا مع سطح جزيئات المسحوق قدر الإمكان، لأن من السهل امتصاص الامتزاز الفيزيائي تحت التحريك القوي أو البثق أثناء التطبيق اللاحق. على سبيل المثال، يمكن أن ترتبط أسطح معادن السيليكات الحمضية مثل الكوارتز والفلسبار والميكا والكاولين بعوامل اقتران السيلاني لتكوين امتزاز كيميائي قوي نسبيًا؛ ومع ذلك، لا يمكن لعوامل اقتران السيلاني عمومًا أن تتفاعل كيميائيًا أو تمتز كيميائيًا مع معادن الكربونات القلوية، بينما يمكن لعوامل اقتران التيتانات والألومينات أن تمتز كيميائيًا مع معادن الكربونات القلوية في ظل ظروف معينة وإلى حد معين. ولذلك، فإن عوامل اقتران السيلان ليست مناسبة بشكل عام للاستخدام كمعدلات سطحية لمساحيق المعادن القلوية الكربونية، مثل كربونات الكالسيوم الخفيفة وكربونات الكالسيوم الثقيلة. (2) استخدام المنتج يعد استخدام المنتج أهم الاعتبارات عند اختيار معدل السطح. تحتوي مجالات التطبيق المختلفة على متطلبات فنية مختلفة لأداء تطبيق المساحيق، مثل قابلية التبلل السطحي، والتشتت، وقيمة الرقم الهيدروجيني، وقوة الإخفاء، ومقاومة الطقس، واللمعان، والخصائص المضادة للبكتيريا، والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، وما إلى ذلك. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل معدّلات السطح يجب أن تكون يتم اختيارها وفقا لاستخدامها. على سبيل المثال، تتطلب المساحيق غير العضوية (الحشوات أو الأصباغ) المستخدمة في العديد من المواد البلاستيكية والمطاطية والمواد اللاصقة والطلاءات الزيتية أو المذيبة محبة جيدة للدهون السطحية، أي تقارب جيد أو توافق جيد مع المواد الأساسية البوليمرية العضوية، الأمر الذي يتطلب اختيار معدلات السطح التي يمكن أن تجعل سطح المسحوق غير العضوي كارهًا للماء ومحبًا للزيت؛ لا يشترط للأصباغ غير العضوية المستخدمة في الفراغات الخزفية أن تتمتع بتشتت جيد في الحالة الجافة فحسب، بل تتطلب أيضًا تقاربًا جيدًا مع الفراغات غير العضوية وأن تكون قادرة على الانتشار بالتساوي في الفراغات؛ تتطلب المعدلات السطحية للمساحيق غير العضوية (الحشوات أو الأصباغ) المستخدمة في الدهانات أو الطلاءات ذات الأساس المائي تشتتًا جيدًا واستقرارًا للترسيب وتوافقًا للمساحيق المعدلة في الطور المائي. يعتمد اختيار معدّلات السطح غير العضوية بشكل أساسي على المتطلبات الوظيفية لمادة المسحوق في مجال التطبيق. على سبيل المثال، لجعل ثاني أكسيد التيتانيوم يتمتع بمقاومة جيدة للطقس واستقرار كيميائي، يجب استخدام SiO2 وAl2O3 لطلاء السطح (الفيلم)، ولجعل أصباغ الميكا البيضاء لها تأثير لؤلؤي جيد، يجب استخدام TiO2 لطلاء السطح (الفيلم). وفي الوقت نفسه، تحتوي أنظمة التطبيقات المختلفة على مكونات مختلفة. عند اختيار معدّل السطح، يجب أيضًا مراعاة التوافق والتوافق مع مكونات نظام التطبيق لتجنب فشل المكونات الأخرى في النظام بسبب معدّل السطح. (3) عملية التعديل تعد عملية التعديل أيضًا أحد الاعتبارات المهمة لاختيار معدل السطح، مثل درجة الحرارة والضغط والعوامل البيئية. جميع المعدلات السطحية العضوية سوف تتحلل عند درجة حرارة معينة. على سبيل المثال، تتراوح درجة غليان عامل اقتران السيلاني بين 100 و310 درجة مئوية حسب النوع. لذلك، يفضل أن تكون درجة حرارة التحلل أو نقطة الغليان لمعدل السطح المحدد أعلى من درجة حرارة المعالجة أثناء التطبيق. حاليًا، تعتمد عملية تعديل السطح بشكل أساسي طريقتين: الطريقة الجافة والطريقة الرطبة. بالنسبة للعملية الجافة، ليست هناك حاجة إلى مراعاة قابليته للذوبان في الماء، ولكن بالنسبة للعملية الرطبة، يجب مراعاة قابلية ذوبان معدّل السطح في الماء، لأنه فقط عندما يكون قابلاً للذوبان في الماء يمكنه الاتصال بشكل كامل بجزيئات المسحوق والتفاعل معها في بيئة رطبة. على سبيل المثال، يمكن استخدام حمض دهني لتعديل السطح الجاف لمسحوق كربونات الكالسيوم (إما مباشرة أو بعد الذوبان في مذيب عضوي). ومع ذلك، في تعديل السطح الرطب، إذا تمت إضافة حمض دهني مباشرة، فليس من الصعب فقط تحقيق تأثير تعديل السطح المتوقع (الامتزاز المادي بشكل أساسي)، ولكن أيضًا معدل الاستخدام منخفض أيضًا. يتم فقد معدل السطح بشكل خطير بعد الترشيح، وانبعاث المواد العضوية في المرشح يتجاوز المعيار. الأنواع الأخرى من معدّلات السطح العضوية لها أيضًا مواقف مماثلة. ولذلك، بالنسبة للمعدلات السطحية التي لا يمكن ذوبانها مباشرة في الماء ولكن يجب استخدامها في بيئة رطبة، يجب تصبينها أو تحويلها إلى أمونيا أو استحلابها مسبقًا بحيث يمكن إذابتها وتشتيتها في محلول مائي. (4) السعر والعوامل البيئية أخيرًا، يجب أن يأخذ اختيار معدّلات السطح أيضًا في الاعتبار العوامل السعرية والبيئية. على أساس تلبية متطلبات أداء التطبيق أو تحسين أداء التطبيق، حاول استخدام معدل سطح أرخص لتقليل تكلفة تعديل السطح. في الوقت نفسه، انتبه إلى اختيار معدل السطح الذي لا يلوث البيئة.2. جرعة معدل السطح من الناحية النظرية، فإن الجرعة المطلوبة لتحقيق امتزاز أحادي الطبقة على سطح الجسيمات هي الجرعة المثالية، والتي ترتبط بمساحة السطح المحددة للمادة الخام المسحوقة ومساحة المقطع العرضي لجزيء معدل السطح، ولكن هذه الجرعة ليست بالضرورة جرعة معدّل السطح عند تحقيق تغطية بنسبة 100%. بالنسبة لتعديل طلاء السطح غير العضوي، قد تظهر معدلات الطلاء المختلفة وسمك طبقة الطلاء خصائص مختلفة، مثل اللون واللمعان وما إلى ذلك. لذلك، يجب تحديد الجرعة المثالية الفعلية من خلال اختبارات التعديل واختبارات أداء التطبيق. وذلك لأن جرعة معدل السطح لا تتعلق فقط بتشتت معدل السطح أثناء تعديل السطح وتوحيد الطلاء، ولكن أيضًا بالمتطلبات المحددة لنظام التطبيق لخصائص السطح والمؤشرات الفنية للمسحوق الخام مواد. بالنسبة للتعديل الرطب، فإن كمية الطلاء الفعلية لمعدل السطح على سطح المسحوق لا تساوي بالضرورة جرعة معدل السطح، لأنه يوجد دائمًا جزء من معدل السطح الذي يفشل في التفاعل مع جزيئات المسحوق ويضيع أثناء الترشيح. ولذلك، يجب أن تكون الجرعة الفعلية أكبر من الجرعة المطلوبة لتحقيق الامتزاز أحادي الطبقة.3. طريقة استخدام المعدلات السطحية تعد طريقة استخدام المعدلات السطحية أحد المكونات المهمة لصيغة المعدل السطحي ولها تأثير مهم على تأثير تعديل السطح للمساحيق. يمكن لطريقة الاستخدام الجيدة أن تحسن درجة تشتت معدلات السطح وتأثير تعديل سطح المساحيق. على العكس من ذلك، قد تؤدي طريقة الاستخدام غير الصحيحة إلى زيادة كمية معدلات السطح المستخدمة ولا يمكن لتأثير التعديل أن يحقق الغرض المتوقع. تشتمل طريقة استخدام المعدلات السطحية على طرق التحضير والتشتت والإضافة وكذلك ترتيب الإضافة عند استخدام أكثر من معدلين سطحيين. (1) التحضير تعتمد طريقة تحضير معدّلات السطح على نوع معدّلات السطح وعملية التعديل ومعدات التعديل. تتطلب معدّلات السطح المختلفة طرق تحضير مختلفة. على سبيل المثال، بالنسبة لعوامل اقتران السيلان، يتم ربط السيلانول بسطح المساحيق. لذلك، لتحقيق تأثير تعديل جيد (الامتزاز الكيميائي)، فمن الأفضل التحلل المائي قبل الإضافة. بالنسبة لمعدلات السطح العضوية الأخرى التي تحتاج إلى تخفيفها وإذابتها قبل الاستخدام، مثل التيتانات، والألومينات، وحمض دهني، وما إلى ذلك، يجب استخدام المذيبات العضوية المقابلة مثل الإيثانول اللامائي، والتولوين، والإيثر، والأسيتون، وما إلى ذلك للتخفيف والذوبان. . بالنسبة لمعدلات السطح العضوية مثل حامض دهني، تيتانات، ألومينات، وما إلى ذلك التي لا تذوب بشكل مباشر في الماء المستخدم في عملية التعديل الرطب، يجب تصبنها أو تحويلها إلى أمونيا أو استحلابها مسبقًا لتصبح منتجات يمكن إذابتها في الماء. (2) طريقة الإضافة أفضل طريقة لإضافة معدّلات السطح هي جعل معدّلات السطح والمساحيق تتلامس بشكل متساوٍ وكامل لتحقيق درجة عالية من تشتت معدّلات السطح وطلاء موحد لمعدلات السطح على سطح الجسيم. ولذلك فمن الأفضل استخدام طريقة الرش المستمر أو التنقيط (الإضافة) المرتبطة بسرعة تغذية المسحوق. وبطبيعة الحال، فقط معدل سطح المسحوق المستمر يمكنه تحقيق الإضافة المستمرة لمعدلات السطح. تعد طريقة تحضير المعدلات السطحية غير العضوية خاصة نسبيًا، ومن الضروري مراعاة عوامل متعددة مثل الرقم الهيدروجيني للمحلول والتركيز ودرجة الحرارة والمواد المضافة. على سبيل المثال، عندما يتم طلاء ثاني أكسيد التيتانيوم على سطح المسكوفيت، يجب تحلل كبريتات التيتانيوم أو رابع كلوريد التيتانيوم مسبقًا. (3) ترتيب إضافة الأدوية عندما يتم استخدام أكثر من معدلين للسطح لمعالجة المسحوق، فإن ترتيب إضافة الأدوية له أيضًا تأثير معين على تأثير تعديل السطح النهائي. عند تحديد ترتيب إضافة المعدلات السطحية، يجب علينا أولاً تحليل دور كل من المعدلات السطحية وطريقة العمل على سطح المسحوق (سواء كان بشكل أساسي الامتزاز الفيزيائي أو الامتزاز الكيميائي). بشكل عام، تتم إضافة معدل السطح الذي يلعب الدور الرئيسي ويتم امتصاصه كيميائيًا بشكل أساسي أولاً، ويتم إضافة معدل السطح الذي يلعب الدور الثانوي وهو الامتزاز الفيزيائي بشكل أساسي لاحقًا. على سبيل المثال، عند خلط عامل اقتران وحمض دهني، بشكل عام، يجب إضافة عامل اقتران أولاً ثم إضافة حمض دهني لاحقًا، لأن الغرض الرئيسي من إضافة حامض دهني هو تعزيز الكارهة للماء والحب للدهون للمسحوق وتقليل كمية عامل التوصيل وتكلفة عملية التعديل.
إقرأ المزيد