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知识普及:7种常见的涂料用颜料分散剂及作用

来自:www.zxdyw.com 日期:2017/6/30 16:02:40 浏览次数:
分散剂在涂料生产中发挥了非常重要的作用。分散体系的稳定能避免诸多的涂料问题及漆膜弊病,如果配方合理,适量地添加分散剂能够有效降低成本,改善涂料性能。本文中装修网小编将为大家分享一些有关7种常见的涂料用颜料分散剂介绍。

据装修网小编了解,分散剂又称湿润分散剂,它除具有湿润作用外,其活性基团一端能吸附在粉碎成细小微粒的颜料表面,另一端溶剂化进入漆基形成吸附层(吸附基越多,链节越长,吸附层越厚),产生电荷斥力(水性涂料)或熵斥力(溶剂型涂料),使颜料粒子长期分散悬浮于漆基中,避免再次絮凝,因而保证制成的色漆体系的贮存稳定。

知识普及:7种常见的涂料用颜料分散剂及作用

分散剂有很多种,初步估算,现存世界上有1000多种物质具有分散作用。现按其结构来区分,可分为以下7种类型。

阴离子型润湿分散剂

大部分是由非极性带负电荷的亲油的碳氢链部分和极性的亲水的基团构成。2种基团分别处在分子的两端,形成不对称的亲水亲油分子结构。它的品种有:油酸钠C17H33COONa、羧酸盐、硫酸酯盐(R—O—SO3Na)、磺酸盐(R—SO3Na)等。阴离子分散剂相容性好,被广泛应用于水性涂料及油墨中。多元羧酸聚合物等也可应用于溶剂型涂料,并作为受控絮凝型分散剂广泛使用。

阳离子型润湿分散剂

是非极性基带正电荷的化合物,主要有胺盐、季胺盐、吡啶鎓盐等。阳离子表面活性剂吸附力强,对炭黑、各种氧化铁、有机颜料类分散效果较好,但要注意其与基料中羧基起化学反应,还要注意不要与阴离子分散剂同时使用。

非离子型润湿分散剂

在水中不电离、不带电荷,在颜料表面吸附比较弱,主要在水系涂料中使用。主要分为乙二醇性和多元醇型,降低表面张力和提高润湿性。与阴离子型分散剂配合使用作为润湿剂或乳化剂,广泛应用于水性色浆、水性涂料及油墨中。

两性型润湿分散剂

是由阴离子和阳离子所组成的化合物。典型应用的是磷酸酯盐型的高分子聚合物。这类聚合物酸值较高,可能会影响层间附着力。

电中性型润湿分散剂

分子中阴离子和阳离子有机基团的大小基本相等,整个分子呈现中性,但却具有极性。如油氨基油酸酯C18H35NH3OOCC17H33等均属于这种类型,在涂料中应用相当广泛。

高分子型超分散剂

高分子型分散剂最为常用,稳定性也最佳。高分子型分散剂也分为多己内多酯多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物型分散剂、丙烯酸酯高分子型分散剂、聚氨酯或聚酯型高分子分散剂等,由于它们的锚定基团一头与树脂缠绕吸附,另一头又与颜料粒子包附,因此贮存稳定性是比较好的。

受控自由基型超分散剂

采用最新的受控自由基聚合技术(CFPP),可以使分散剂的结构更为规整。常用的方法有:GTP、ATRP(原子转移自由基聚合)、RAFT(可逆加成断裂链转移可控自由基聚合,包括C-RAFT及S-RAFT等)、NMP、SFRP(稳定自由基聚合)、TEMPO等。通过采用受控自由基聚合技术,可以使分散剂的相对分子质量分布更为集中,锚定基团也更为集中,效率更高。

分散剂的作用

1、提升光泽,增加流平效果有试验表明,完全相同的配方,采用不同的分散剂,得出的漆膜光泽会有明显的差别。例如,在黑色卷材涂料体系中,不同的3种分散剂制得的涂料涂膜的20°光泽分别是69.7%、81.5%、77.1%。如果所采用的分散剂不恰当,颜色絮凝后变粗,其对光泽所起的作用类似于消光粉,自然会影响光泽。

2、防止浮色发花防止浮色发花,是大家所熟知的分散剂的作用之一。要防止浮色发花,应该选用合适的分散剂,无论是罐内浮色发花还是漆膜的浮色发花,都可以得到改善或消除。还有些分散剂,是受控絮凝类的分散剂,分子链中含有一些羧基基团,与颜料亲和的同时,还会互相形成氢键,从而使颜料粒子稳定,达到预防浮色发花的效果。

3、提高着色力颜料分散和稳定得更好,其着色力会明显加强。

4、降低粘度,增加颜料载入量采用合适的分散剂,所得的色浆黏度会明显降低。这样可以增加颜料的载入量,提高生产效率。

5、减少絮凝,增加施工性和使用性许多人在评估分散剂时,都会做指研试验。如果分散剂搭配不恰当,指研的区域与未指研的区域会产生明显的色差,絮凝后的颜料着色力会下降,这给调色及涂料施工都带来困难。采用流板试验,也能观察到色浆的絮凝与否。

6、防止返粗,增加贮存稳定性如果选用不合适的分散剂,色浆发生返粗或因絮凝而产生颜色的变化,都不是大家所希望的。除树脂体系外,分散剂是影响涂料贮存稳定性的重要因素。分散不佳的色浆会发生返粗、沉降及着色力下降。

7、增加展色性和颜色饱和度分散剂的这个作用最易为大家所忽略。有实例表明,采用不同的分散剂分散相同的颜料,其色相及饱和度会有明显差别。通常来说,分散得越好,饱和度会越高(如果是碳黑,则是分散得越好,L值越低,黑度越高)。

8、增加透明度或遮盖力对于铝粉漆来说,会希望色浆的透明性越高越好。而针对素色漆,又希望色浆的遮盖力越高越好。其实这与颜料粒径有关。有资料显示,除折射率外,颜料粒径分布是透明度的另一重要因素。粒径增加,散射光线能力增强,直到最大值,然后开始下降。这种散射光线的能力增强了颜料的遮盖力,散射能力最强时达到最大,粒径继续增加遮盖力则会下降。而当颜料粒径低于某个值时,随着粒径的下降,透明度会增加。分散剂不能改变颜料本身的特性,但能控制颜料粒径分布,达到更理想的颜色效果。

9、提高研磨效率,降低生产成本润湿分散剂的润湿功能使颜料表面的空气和水能更快速地被研磨介质的液体所取代,同时使分散阶段所取得的颜料初级粒子的分离得以保持和控制。这些都提高了研磨效率,降低了能耗和人力成本。

10、防止沉降许多人想当然地认为防沉必须依靠防沉剂,其实这是片面的。研磨好的色浆如果产生絮凝,颜料粒子变大,密度增加,就会很快沉降。选用了合适分散剂的色浆可以少加甚至不需要添加防沉剂。笔者曾经做过70%的钛白粉无树脂色浆,其黏度很低(91.1mPa·s,剪切速率为10s-1),未加入任何防沉剂,经过15d的热贮存(40℃)及室温放置3个月,均无任何沉淀产生。分散剂的防沉作用显然对涂料的贮存稳定性也有帮助。

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