Гранулометрические свойства наполнителя как фактор качества конечного продукта

Минеральные наполнители для лакокрасочной, полимерной, целлюлозно-бумажной, фармацевтической и других отраслей промышленности производятся в широком диапазоне химических и физических свойств. Причем, если химические свойства зависят в первую очередь от состава используемого сырья, то физические – от технологического уровня производства. Вместе с тем, именно физические свойства используемых наполнителей самым непосредственным образом влияют на свойства конечного продукта:

• качество суспензии,
• стабильность при хранении,
• плотность,
• блеск, яркость, непрозрачность,
• гладкость поверхности,
• нормы расхода и т.д.

Главными физическими свойствами считаются гранулометрические. Гранулометрия или распределение размера частиц наполнителя обычно характеризуется кумулятивной кривой распределения подобной той, что изображена на рисунке 1.

Рисунок 1. Кумулятивная кривая распределения размера частиц

Наиболее важными гранулометрическими точками считаются следующие:

D 95 – D 98 - “Top Cut” – максимальный диаметр для 95-98 процентов массы частиц наполнителя, то есть размер наиболее грубых частиц.

D 50 – “Mean Particle Size” – максимальный диаметр для 50 процентов массы частиц, то есть усредненный размер присутствующих частиц.

D 20 – максимальный диаметр для 20 процентов массы частиц наполнителя, то есть размер наиболее мелких частиц.

Эти точки чрезвычайно важны в описании степени измельчения наполнителя. Но не менее важный показатель – крутизна кривой распределения. Ее часто оценивают через показатель SF (Steepness factor / Фактор крутизны), который рассчитываются как отношение D95 к D50 или D50 к D20.

Кривую со значением SF >= 2 называют “пологой”, а кривую с SF < 2 – “крутой”.

Наполнители, гранулометрия которых выражается пологой кривой распределения, характеризуются широким диапазоном размеров различных частиц. Наоборот, крутая кривая распределения говорит об узости диапазона и высокой степени однородности частиц. В идеале, такой наполнитель можно назвать “изодиаметрическим”, то есть все его частицы практически одного размера. Наполнитель с изодиаметрической гранулометрией можно произвести только с использованием самых современных промышленных технологий.

В технической литературе широко описаны преимущества изодиаметрических наполнителей. Например, применительно к производству лако-красочной продукции, отмечают следующие факторы:

• Повышение непрозрачности внутренней расцветки эмульсии,
• Лучшая растворимость в синтетических связующих веществах,
• Более высокий остаточный блеск,
• Более быстрое высыхание благодаря капиллярному эффекту,
• Меньшая потребность в дорогостоящем пигменте - титановом диоксиде.

До настоящего времени, потребность отечественных предприятий в наполнителях с высокими гранулометрическими характеристиками могла удовлетворяться только из импортных источников. Однако времена меняются. Например, гранулометрия такого традиционного наполнителя как микронизированная тальковая пудра производства ЗАО “Амазонит” в изодиаметрическом отношении превосходит высококачественные зарубежные аналоги (Таблица 2).

Таблица 1. Сравнительная гранулометрия микронизированной тальковой пудры различных производителей (средний размер частиц 2-3 микрона)

Рисунок  2. Сравнительная гранулометрия микронизированной тальковой пудры различных производителей (средний размер частиц 2-3 микрона)

Webmasters click here