一、术语和定义
pH值表示溶液中氢离子活度的负对数(−lg[H⁺]),颜料水悬浮液pH值反映了颜料的酸碱度,直接影响其在不同体系中的稳定性与相容性。
测量颜料水悬浮液pH值是评估颜料酸碱度的一种常用方法,主要用于检查颜填料生产过程中多余物质是否漂洗干净,酸碱度是否位于合理范围。如果偏离过多,会影响涂料性能(如稳定性等)。
颜料水悬浮液pH值的测定,是在规定的试验条件下,将颜料分散于一定量水中,经搅拌后形成水悬浮液,测定其pH值。一般采用pH计来测定颜料水悬浮液pH值。
颜料的水悬浮液pH值取决于颜料生产过程的工艺条件以及生产后的处理过程。通过严格控制pH值,可确保颜料在不同应用场景中的性能稳定性和体系兼容性。
二、相关标准
GB/T 5211.6-2020 / ISO 787-9:2019, MOD《颜料和体质颜料通用试验方法 第6部分:水悬浮液pH值的测定》
该标准规定了测定颜料和体质颜料水悬浮液pH值的通用试验方法,使用重新起草法修改采用国际标准ISO 787-9:2019。相关操作要点如下:
仪器:pH计(精度0.1单位)、耐化学腐蚀玻璃容器、蒸馏水或去离子水。
步骤:用蒸馏水或去离子水制备5%~10%(质量分数)的颜料悬浮液,用塞子塞住容器,用力摇晃或搅拌足够长的时间,直至悬浮液稳定,静置5 min,使用pH计测量,需注意避免空气接触。
润湿剂选择:如试样在水中不易分散,可加入适合的润湿剂(如无水乙醇、甲醇),其用量应尽可能少,最多不超过悬浮液总体积的10%,用空白试验测定润湿剂是否中性。如使用润湿剂,应减少水的体积,以保持得到5%~10%(质量分数)的悬浮液。
结果表示:精确至0.1单位。
注意事项:①蒸馏水或去离子水应使用符合GB/T 6682-2008的三级水,最好为新制备的或煮沸冷却后的水,避免杂质影响结果。②对于pH值接近中性的悬浮液而言,用水制备悬浮液测试时可能会出现示值不稳定的情况,推荐使用质量分数0.1%的KCl溶液(亦使用符合GB/T 6682-2008规定的三级水制备)配制悬浮液。③测量前需确保仪器校准,使用缓冲液校正。④试样溶液的测定温度与定位标准缓冲液温最好一致。
三、颜料水悬浮液pH值对颜料的影响
颜料水悬浮液pH值对颜料性能和应用具有重要影响,具体如下:
1. 酸碱度与体系相容性
中性范围(6~9):适用于大多数应用体系,确保颜料与介质稳定分散,避免中和反应影响附着力和稳定性。
酸性体系(如酸固化涂料):需使用偏酸性颜料(pH<7),防止与酸性介质反应生成皂类,避免与酸性介质反应导致涂层增稠或附着力下降,确保涂层固化。
碱性体系(如水性涂料):水性建筑涂料、电泳漆等需偏碱性颜料(pH>7),避免酸性颜料引发中和反应,影响分散性和稳定性。
2. 对颜料性能的影响
分散性:pH值影响颜料颗粒表面电荷,中性或接近中性范围可减少聚集和沉淀,提升分散性。
颜色稳定性:极端pH值可能改变颜料分子结构,导致颜色偏差或褪色。
加工性能:中性pH值有助于减少研磨时间,降低筛余物,提升生产效率。
四、颜料水悬浮液pH值的控制
颜料的水悬浮液pH值,会受生产过程中的工艺条件和后续处理的影响。生产过程中需严格控制工艺条件,避免因原料或处理不当导致pH异常。例如,钛白粉未经后处理时具有光催化活性,可使其周围的有机物发生降解,产生失光、变黄、粉化现象。此外,其他物质如氧化锌、细菌纤维素等在水中的分散稳定性和流变性能也受到pH值的影响。
颜料的水悬浮液pH值是制造颜料中不可忽视的一个重要因素。它直接影响着颜料的分散性、流动性和稳定性。准确选择适当的水悬浮液pH值可以帮助我们制造出高品质、色彩鲜艳的颜料。通过科学的研究和技术进步,我们可以期待在未来看到更多基于水悬浮液pH值的创新和发展,为颜料行业带来更多惊喜和突破。
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