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GB/T 21867.2-2008 颜料和体质颜料分散性的评定方法 第2部分:由研磨细度的变化进行评定 | 梦能涂料每日解读标准

前言:颜料分散性的“细度标尺”

在涂料、油墨、塑料等行业中,颜料在漆基体系中的分散程度是决定最终产品性能和成本的核心要素。分散不良的颜料不仅会导致着色力不足和色差,还会严重影响涂层的遮盖力、光泽度和机械性能。然而,如何科学、直观地评价颜料在分散过程中的难易程度,一直是工程师们面临的挑战。研磨细度作为一个直观的物理指标,能够直接反映颜料团聚体被打散的程度,是评价分散性的经典方法。

GB/T 21867.2-2008《颜料和体质颜料分散性的评定方法 第2部分:由研磨细度的变化进行评定》 正是为解决这一行业痛点而制定的国家标准。它由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会于2008年5月14日发布,2008年10月1日正式实施。该标准等同采用国际标准ISO 8781-2:1990,系统规定了通过测量不同分散阶段研磨细度的变化来评定颜料和体质颜料分散性的方法。本标准是颜料分散性评定领域最权威、引用最广泛的基础方法标准之一。

梦能涂料解读: 这份标准于2008年10月1日实施,是颜料分散性评定的“细度标尺”。对于涂料配方工程师、颜料研发人员和质检工作者而言,本标准的深度解读核心价值在于:它建立了一套通过追踪研磨细度随分散进程的变化规律来评定分散难易程度的科学方法。与“着色力法”(GB/T 21867.1)相比,“细度法”更加直观和快速,能够直接反映颜料团聚体的破碎程度。理解并掌握本标准,是精准评定颜料分散性的“必修课”。

一、 标准基本信息

项目 内容
标准全称 颜料和体质颜料分散性的评定方法 第2部分:由研磨细度的变化进行评定
英文名称 Pigments and extenders—Methods of assessment of dispersion characteristics—Part 2: Assessment from the change in fineness of grind
标准编号 GB/T 21867.2-2008/ISO 8781-2:1990
ICS 87.060.10 G 53
发布机构 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
发布日期 2008-05-14
施行日期 2008-10-01
标准类型 推荐性国家标准(GB/T)
采标情况 等同采用 ISO 8781-2:1990(IDT)
归口单位 全国涂料和颜料标准化技术委员会
起草单位 中化建常州涂料化工研究院、昆山市世名科技开发有限公司
主要起草人 沈苏江、黄逸东、石一磊
适用范围 规定了根据研磨细度来评定颜料分散性的方法。本方法一般适用于同类颜料的比较,例如试验颜料与商定的参照颜料进行比较。应与GB/T 21868.1-2008一起阅读。

二、 范围(第1章)——标准的“应用边界”

规范的第1章(范围)是标准的纲领性章节,明确了本标准的适用对象和核心定位。

1: 本部分规定了根据研磨细度来评定颜料分散性的方法。本部分应与GB/T 21868.1-2008一起阅读。本方法一般适用于同类颜料的比较,例如试验颜料与商定的参照颜料进行比较。

梦能涂料解读: 范围章节明确指出了本标准的三个关键信息:一是评定依据——研磨细度;二是方法性质——是一种“比较法”,而非绝对值的测定;三是配套标准——必须与GB/T 21868.1-2008(分散方法总则)配合使用。这意味着分散方法的选择直接影响着最终的评定结果。

三、 原理(第3章)——标准的“科学基础”

规范的第3章(原理)是标准的科学原理部分,系统地阐述了评定颜料分散性的核心逻辑。

3: 在规定的条件下将试验颜料和商定的参照颜料分别分阶段地分散在商定的漆基体系中。在每个分散阶段,取出一部分研磨料,按GB/T 6753.1-2007规定的方法测定研磨细度。绘制研磨细度对分散阶段(以研磨时间,研磨转数等表示)的函数的曲线图。由图可以确定获得商定研磨细度所需的分散阶段。

梦能涂料解读: 第3章是“科学基础”。本章揭示了本标准的核心方法论逻辑:通过“分阶段分散→在每个阶段取样测细度→绘制细度-分散阶段曲线→内插确定达标分散阶段”的四步流程,将颜料分散的难易程度转化为直观的“细度曲线”。曲线越陡峭,说明细度随分散进程下降越快,颜料越容易分散。

四、 需要补充的资料(第4章和附录A)——标准的“灵活性与定制化”

规范的第4章(需要补充的资料)和附录A(规范性附录)是标准对试验参数商定要求的明确规范。

4: 本部分所规定的试验方法需要用补充资料来加以完善。补充资料的内容在附录A中列出。

附录A: 以下内容最好由有关双方商定,可以全部或部分地取自与受试产品有关的国际标准、国家标准或其他文件。

a)分散的方法(GB/T 21868/ISO 8780);

b)漆基的类型及牌号;

c)研磨细度指标;

d)参照颜料。

梦能涂料解读: 第4章和附录A共同构成了标准的“灵活性与定制化框架”。本标准设置了4个必须由有关双方商定的参数,涵盖了分散方法、漆基体系、研磨细度指标和参照颜料等全部关键环节。这意味着:分散性的评定结果不只依赖于颜料本身的特性,还依赖于所选用的漆基体系、分散方法和细度指标。因此,一份完整的试验报告必须在附录A条款中说明所有商定的补充资料。

五、 仪器(第5章)——标准的“硬件保障”

规范的第5章(仪器)是标准的硬件核心部分,详细规定了所需仪器的规格要求。

编号 仪器名称 关键规格 工程作用
5.1 研磨细度计 符合GB/T 6753.1-2007要求,槽最大深度为50μm或100μm 精确测量研磨料的细度
5.2 刮刀 — 取研磨料样品并配合细度计使用

梦能涂料解读: 第5章是“硬件保障清单”。本章的核心设计思想是:

① 细度计规格(5.1): 槽深度为50μm或100μm——这是根据颜料分散的典型细度范围来选择的。对于细度要求高的涂料体系,通常使用50μm的细度计;而对于细度要求较低的体系,可使用100μm的细度计;

② 刮刀(5.2): 既是取样工具,也是细度计的使用工具——一个简单的工具承担了两个关键操作中的角色。

六、 操作步骤(第6章)——标准的“核心操作流程”

规范的第6章(操作步骤)是标准中操作性最强的部分,系统规定了从分散到细度测定的完整操作流程。

6.1 分散

6.1: 从GB/T 21868系列方法中选择一种分散方法按商定的浓度将每种颜料分散至商定的漆基体系中。至少进行四个阶段的研磨分散,并选择基本上按几何级数区分的中间阶段。

最终研磨阶段应选择在使颜料的研磨细度好于或等于商定的研磨细度值。中间研磨阶段应相当于达到最终研磨阶段所需阶段(时间或转数)的一半。

如果待试验的颜料在给定条件下分散的难易程度是未知的,不能确定其最佳的分散阶段,那么应按最初的探索试验确定。为此,建议至少测定两个分散阶段的颜料研磨细度。对两个座标轴采用计算尺绘制研磨细度值的曲线图,再把连接这些值的线外推得到适宜的分散性指标。然后选择适宜的中间分散阶段。

注: 已证实研磨细度为5μm是一个适宜的分散性指标, 不过就不易分散的颜料而言, 研磨细度为10μm~20μm也是可接受的。

6.2 研磨细度的测定

6.2: 在每个分散阶段后用刮刀(5.2)从研磨料中取少量样品,然后按 GB/T 6753.1-2007 中规定的方法测定每个分散阶段样品的研磨细度。如果在规定分散阶段的最后一个阶段后研磨细度还未达到商定的指标,则按7.2规定进行。

梦能涂料解读: 第6章是“核心操作规范”。操作流程中有六个关键质量控制点:

① 分散阶段数量(6.1): “至少进行四个阶段”——四个阶段是绘制可靠曲线所需的最低数据点数,少于四个阶段无法准确判断细度的变化趋势;

② 中间阶段的选择(6.1): “选择基本上按几何级数区分的中间阶段”——几何级数(如1:2:4:8)比算术级数更有利于在分散初期(细度变化快)时获得更详细的数据;

③ 最终阶段的要求(6.1): 最终研磨阶段的选择应使颜料细度“好于或等于”商定值——这是为了确保曲线能够完整覆盖从粗到细的全范围;

④ 探索试验(6.1): 如果颜料分散难易程度未知,建议先做探索试验——这是一个非常实用的小技巧,避免盲目选择分散阶段导致试验失败;

⑤ 细度指标建议(6.1注释): 5μm是适宜的指标,不易分散的颜料可接受10μm~20μm——这是一个基于经验的参考范围;

⑥ 取样方式(6.2): “在每个分散阶段后用刮刀从研磨料中取少量样品”——取样时机在“每个分散阶段后”而不是“过程中”,确保样品的代表性。

七、 结果的表示(第7章)——标准的“数据解读”

规范的第7章(结果的表示)是标准中关于如何分析和展示数据结果的核心章节。

7.1 曲线图与内插法

7.1: 对两个坐标轴采用计算尺绘制按6.2测得的,以微米(μm)表示的研磨细度读数对逐步加强的各分散阶段(可用研磨时间、转数等表示)函数的图。用一条平滑曲线连接这些点。

注:通常按这种方法可得到近似的线型曲线,因此可借助内插法评定。

采用内插法由曲线图可确定达到规定研磨细度指标值所需的分散阶段,如以研磨时间、自动研磨机的研磨转数等表示。

7.2 未达标时的处理

7.2: 对不能达到商定的研磨细度的情况,则报告最终分散阶段之后测得的研磨细度作为实际可得到的最高研磨细度。

梦能涂料解读: 第7章是“数据解读”。本章建立了两种结果解读模式:

① 达标模式(7.1): 通过绘制细度-分散阶段曲线,采用“内插法”确定达到商定研磨细度所需的分散阶段。注释中指出“通常可得到近似的线型曲线”——这意味着可以用线性内插法来估算,而不需要复杂的曲线拟合;

② 未达标模式(7.2): 如果在最后一个分散阶段后仍未达到商定的细度指标,则报告“最终分散阶段之后测得的研磨细度作为实际可得到的最高研磨细度”。这意味着颜料在该体系中不能达到目标细度。

八、 试验报告(第8章)——标准的“可追溯性要求”

规范的第8章(试验报告)是标准对试验报告内容的要求。

8: 试验报告至少应包括下列内容:

a) 识别受试产品所需的全部细节;

b) 注明本标准编号和参照的相关标准编号;

c) 附录A中所涉及的补充资料条款;

d) 分散阶段(7.1)和相应的研磨细度指标,或者如果没有达到商定的指标,那么注明达到最高研磨细度及达到该研磨细度所需的分散阶段(7.2);

e) 表示研磨细度变化的曲线图(7.1);

f) 与本试验方法规定的操作步骤的任何不同之处;

g) 试验日期。

梦能涂料解读: 第8章是“可追溯性要求”。7项必须包含的内容构成了完整的试验档案。其中特别值得关注的是:

① c项: 要求报告“附录A中所涉及的补充资料条款”——这是确保试验参数透明化的核心要求;

② d项: 同时涵盖“达标”和“未达标”两种情况的结果报告方式;

③ e项: 要求提供“表示研磨细度变化的曲线图”——曲线图是直观展示分散过程的核心可视化资料,不能省略。

九、 标准在行业中的应用——颜料分散性评定的“细度标尺”

GB/T 21867.2-2008是颜料分散性评定领域引用频率最高的基础方法标准之一,在您提供的知识库中随处可见其身影:

● 在GB/T 21868系列分散方法标准中的引用:

在您知识库的GB/T 21868.1-2008、GB/T 21868.2-2008、GB/T 21868.3-2008 等分散方法标准中,均明确引用GB/T 21867.2-2008作为配套的评定方法。例如GB/T 21868.2-2008的“规范性引用文件”中,明确引用了“GB/T 21867.2-2008 颜料和体质颜料分散性的评定方法 第2部分:由研磨细度的变化进行评定(ISO 8781-2:1990, IDT)”。

● 在HG/T 5575-2019《C.I.颜料黄139》中的引用:

在您知识库的HG/T 5575-2019 第“参考文献”[2]项中,明确列出了“GB/T 21867.1-2008 颜料和体质颜料 分散性的评定方法 第1部分:由着色颜料的着色力变化进行评定”,并与GB/T 21868.1-2008配套使用。

梦能涂料解读: GB/T 21867.2-2008的引用范围之广,充分体现了其在颜料分散性评定领域的“细度标尺”地位。从分散方法标准(GB/T 21868系列)到颜料产品标准(HG/T 5575等),凡是颜料产品标准中对分散性有要求的标准,都将本标准作为试验方法的法定依据。本标准建立的“分阶段分散-取样测细度-绘制细度曲线-内插确定分散阶段”方法框架,已成为中国颜料行业最权威的分散性定量评价标准之一。

十、 总结与梦能金句

GB/T 21867.2-2008告诉我们:颜料分散性的评定(细度法),不是一句简单的“研磨看看”,而是一个从“商定补充资料(分散方法/漆基类型/细度指标/参照颜料)→选择分散方法(GB/T 21868系列)→按商定浓度制备研磨料→至少四个分散阶段(几何级数区分)→最终阶段细度应好于或等于商定值→每个阶段后用刮刀取样→按GB/T 6753.1测定细度→绘制细度-分散阶段曲线图→内插确定达到商定细度所需的分散阶段(若未达标则报告最高细度及对应阶段)→试验报告(含曲线图及补充资料)”的完整、闭环的标准化流程。

它用第3章的“分阶段分散-测细度-绘制曲线-内插确定分散阶段”四步科学流程,将颜料团聚体被打散的过程转化为直观的细度-分散阶段曲线;它用第6.1条“至少进行四个阶段”和“几何级数区分中间阶段”的要求,确保了曲线的完整性和数据的代表性;它用第7.1条“用平滑曲线连接各点”和“内插法评定”的方法,从一条近似线型曲线中精确找到了达标所需的分散阶段;它用第7.2条“报告最高研磨细度”的规定,为无法达标的情况提供了规范的结论表述方式。

一个核心定位: 中国颜料和体质颜料分散性评定领域最权威、引用最广泛的基础方法标准(2008版),等同采用ISO 8781-2:1990。

四大补充资料参数: ① 分散方法;② 漆基的类型及牌号;③ 研磨细度指标;④ 参照颜料。

四个关键操作要求: ① 至少进行四个分散阶段;② 中间阶段按几何级数区分;③ 最终阶段细度好于或等于商定值;④ 每个阶段后立即取样测细度。

一个根本性认知: 颜料分散性的评定结果依赖于所选用的漆基体系、分散方法和评定参数的完整组合。GB/T 21867.2-2008为同类颜料(试验颜料与参照颜料)的分散性差异提供了直观、快速的细度评价方法。它比“着色力法”(GB/T 21867.1)更加快速和直观,特别适用于体质颜料和细度变化明显的颜料体系。

梦能金句: “GB/T 21867.2-2008是颜料分散性评定的‘细度标尺’——它用第3章‘分阶段分散-取测-绘制曲线-内插确定’的四步流程,将颜料团聚体从粗到细的分散进程转化为以微米为刻度的细度变化曲线;它用第6.1条‘至少进行四个阶段’和‘几何级数区分中间阶段’的精密设计,在分散过程中布下四个以上的关键取样点,用最终阶段细度好于商定值的要求锁定了曲线的完整范围;它用第7.1条‘采用计算尺绘制平滑曲线’和‘用内插法评定’的方法,将离散的细度数据点转化为一条近似线型的连续曲线,从而精确读取达到5μm或10μm~20μm等商定细度指标所需的分散阶段数;它用第7.2条‘报告最终分散阶段之后测得的最高研磨细度’的未达标规定,为无法达到预期细度的颜料提供了规范的结论表述。在这套由振荡磨、刮板细度计、刮刀和坐标纸共同编织的‘细度标尺’下,每一次刮刀从研磨料中取出的样品,都在记录颜料颗粒被机械力撕裂和润湿的进程;每一次细度计刮板上显示的颗粒刮痕,都在将分散效果从模糊的‘感觉’转化为以微米为刻度的精确数值;每一条通过内插法确定的分散阶段线,都在为配方工程师提供‘研磨多久才能达标’的工艺参数指导。”