Pigments et l'analyse granulométrique des pigments organiques utilisant la diffraction laser par HORIBA scientifique - Produits de particules

Thèmes abordés

Contexte
Que sont les pigments?
Comment Pigments travail
Fonctionnalités du produit final
Mesure Taille des particules de pigment
Analyse granulométrique des pigments organiques
Taille des particules et formulation optimale
Les capacités des analyseurs de diffraction granulomètre laser
Les avantages d'analyseurs de diffraction granulomètre laser
Etude de cas
Expérimentale
Résultats
Résultats de particules de mesure de taille pour les différents pigments
Conclusions

Contexte

Instruments de mesure des particules HORIBA offrent optiques de pointe, de puissants algorithmes et logiciels flexibles, combinés à des systèmes avancés de manipulation de l'échantillon et une gamme complète d'options.

HORIBA attachement à des instruments de caractérisation des particules vous apporte la plus large gamme de solutions à vos besoins, y compris l'analyse des particules:

• La taille des particules
• La forme des particules et de
• Analyseurs Zeta potentiels .

Que sont les pigments?

Une définition générale d'un pigment pourrait signifier toute substance qui modifie la couleur d'un matériau par absorption sélective des couleurs. Les pigments sont utilisés pour colorer un large éventail de produits, y compris l'encre, la peinture, les cosmétiques, les tissus et la nourriture.

Comment Pigments travail

De nombreux pigments travail en absorber sélectivement et reflétant longueurs d'ondes spécifiques de lumière. Lorsque les longueurs d'onde multiples de la lumière blanche rencontre un pigment certaines longueurs d'onde sont absorbées par les liaisons chimiques des pigments et d'autres sont pris en compte. Le spectre nouvellement créé crée l'apparence d'une couleur (voir Figure 1).

Figure 1

Pouvoir couvrant de certaines dispersions de pigments peuvent être déterminées en mesurant la fraction de matériel inférieur à 0,3 microns et la force brillance peut être caractérisé par la mesure de la fraction de matière au delà d'un micron (voir Figure 2). Pouvoir tinctorial - la capacité d'absorber la lumière - augmente avec la diminution de la taille des particules .

Figure 2

Fonctionnalités du produit final

Les pigments sont généralement mélangés à différents systèmes tels que les dispersions de peinture ou d'encre. Les pigments organiques sont des particules solides intensément colorées organiques (poudres) qui ne se dissolvent pas dans la moyenne, ils sont mélangés avec. Ces poudres sont ajoutés à un véhicule (ou matrice) qui agit comme un liant.

Mesure Taille des particules de pigment

Mesure des pigments taille de particule sert un excellent prédicteur de la performance du produit final. La taille des particules des particules de pigment dans la peinture est un paramètre critique qui affecte finition de surface. La différence entre les finitions plates, coquille d'oeuf, semi-brillant, et brillant est déterminé par le PSD des particules de pigment. Un contrôle précis de la taille des particules est un paramètre important de fournir les peintures de bonne qualité.

Caractéristiques rhéologiques tels que le débit, la viscosité, l'adhérence ou le comportement thixotrope sont également touchés par la distribution de taille. Floculation ou d'agglomération est évité avec l'utilisation de tensioactifs supplémentaires pour stabiliser la dispersion.

Analyse granulométrique des pigments organiques

Particules de pigment sont fraisés afin de s'assurer qu'ils sont en dessous de la taille requise par le type désiré de finition. Le dernier contrôle de qualité a souvent été la jauge Hegman (voir figure 3). Ce bon marché et facile à utiliser jauge donne une indication de la plus grande taille des particules , qui est souvent le paramètre le plus critique pour finition de surface.

Figure 3

Bien que cette technique traditionnelle est peu coûteux, facile à comprendre, et peut fournir une mesure raisonnable du comportement final de la peinture, la distribution en taille réelle permet la caractérisation d'une foule d'autres critères de performance finale du produit.

Taille des particules et formulation optimale

Une mesure complète de la distribution en taille des particules jusqu'à des tailles beaucoup plus fine peut permettre l'optimisation de la formulation de la peinture et du processus de fabrication.

Les capacités des analyseurs de diffraction granulomètre laser

Les capacités des instruments actuels de la diffraction laser s'étendent dans la taille du nanomètre, permettant la caractérisation de même le meilleur des composants de taille dans un produit. Le même analyseur utilisé pour cette étude est également parfaitement adapté pour les sous-micron pigments tels que TiO ₂ et le noir de carbone.

Les avantages d'analyseurs de diffraction granulomètre laser

Avantages de cette technique sont la rapidité, la facilité d'utilisation, une large plage dynamique et la capacité à mesurer à la fois les poudres et les dispersions. Les données recueillies pour cette étude a été analysée sur la HORIBA LA-950 Partica Diffraction granulomètre laser , capable de mesurer des tailles de particules de 0,01 à 3000 microns.

L'analyse granulométrique par diffraction laser peut être effectuée à l'état sec tandis que la mouture est en cours. Le pigment n'a pas besoin d'être mélangé à la finale du véhicule tel que requis par le test de jauge Hegman. Cela permet un contrôle plus serré de l'opération de fraisage, en assurant la réalisation de la spécification correcte sans plus broyage.

Etude de cas

Expérimentale

Quatre différents pigments organiques ont été analysés en utilisant le Partica LA-950 avec le chargeur de PowderJet sec (voir Figure 4):

• Diarylide Jaune 83
• Hansa Yellow 74
• Phthalo Blue 153
• Opaque Jaune 83

Tous les échantillons ont été correctement mélangés et échantillonné avant l'analyse. La méthode d'essai pour tous les échantillons est indiqué ci-dessous.

1. Sélectionnez la petite et de grande dispersion de la buse pour les tailles de particules fines attendue.
2. Définissez les conditions de mesure automatique pour acquérir des données dans la gamme des tests appropriés (96-94% T pour le laser).
3. Régler la pression d'air à faible dispersion.
4. Pour prévenir l'obstruction des buses, retirez gros agglomérats de l'échantillon en utilisant 1mm tamis (Etats-Unis n ° 18).
5. Charge échantillon suffisamment filtrées sur goulotte d'alimentation pour effectuer des mesures multiples.
6. Prenez 3 mesures consécutives en utilisant la fonction séquence automatique.

Figure 4. Le Partica LA-950 granulomètre.

Résultats

Tous les échantillons ont été mesurés à plusieurs reprises afin de tester la reproductibilité. Le tableau 1 ci-dessous montre la variation de DV50, moyenne et le coefficient de (% COV) pour chacun des résultats.

Tableau 1. Mean tailles de particules pour les échantillons de pigment.

Notez que toutes les valeurs de COV sont bien% en dessous du seuil de 3% la norme ISO 13320 "Analyse granulométrique - Méthodes par diffraction laser - Partie 1: Principes généraux», suggère à la valeur maximale acceptable pour cette technique. Une des principales raisons de ces valeurs sont si bas est le contrôle automatique du débit d'alimentation en échantillon dans le chargeur PowderJet sec, assurant constamment le débit de masse et des résultats reproductibles. Cela élimine également la création de faux pics parfois créés par d'autres systèmes lors de l'échantillonnage des poudres sèches.

Résultats de particules de mesure de taille pour les différents pigments

Parcelles de superposition des trois mesures pour chaque échantillon sont présentés dans les figures 5 - 8, ainsi que des photographies des échantillons prélevés à l'aide d'une caméra numérique et d'un microscope.

Figure 5. Diarylide Jaune 83

Figure 6. Hansa Yellow 74

Figure 7. Phthalo Blue 153

Figure 8. Opaque Jaune 83

Conclusions

Le Partica LA-950 s'est avéré être un excellent choix d'instruments pour mesurer la distribution en taille des particules de pigments organiques. Le système d'alimentation à sec PowderJet pourrait facilement disperser la poudre et fourni un taux de masse constante de débit pendant la mesure. Temps de l'analyse des échantillons a été de moins de 2 minutes par échantillon, y compris le changement au fil du temps d'un échantillon à. Les résultats incluent une image complète de la distribution, y compris des moments calculés de la distribution et pour cent en dessous de tout gamme de taille choisie.

Pour un ensemble complet de références, s'il vous plaît se référer à l'analyse granulométrique des pigments organiques utilisant la diffraction laser - Note Demandes présentées par HORIBA scientifique - Produits de particules

Pour plus d'informations sur cette source s'il vous plaît visitez HORIBA scientifique - Produits de particules