據(jù)裝修網(wǎng)小編了解,分散劑又稱(chēng)濕潤(rùn)分散劑,它除具有濕潤(rùn)作用外,其活性基團(tuán)一端能吸附在粉碎成細(xì)小微粒的顏料表面,另一端溶劑化進(jìn)入漆基形成吸附層(吸附基越多,鏈節(jié)越長(zhǎng),吸附層越厚),產(chǎn)生電荷斥力(水性涂料)或熵斥力(溶劑型涂料),使顏料粒子長(zhǎng)期分散懸浮于漆基中,避免再次絮凝,因而保證制成的色漆體系的貯存穩(wěn)定。
分散劑有很多種,初步估算,現(xiàn)存世界上有1000多種物質(zhì)具有分散作用?,F(xiàn)按其結(jié)構(gòu)來(lái)區(qū)分,可分為以下7種類(lèi)型。
陰離子型潤(rùn)濕分散劑
大部分是由非極性帶負(fù)電荷的親油的碳?xì)滏湶糠趾蜆O性的親水的基團(tuán)構(gòu)成。2種基團(tuán)分別處在分子的兩端,形成不對(duì)稱(chēng)的親水親油分子結(jié)構(gòu)。它的品種有:油酸鈉C17H33COONa、羧酸鹽、硫酸酯鹽(R—O—SO3Na)、磺酸鹽(R—SO3Na)等。陰離子分散劑相容性好,被廣泛應(yīng)用于水性涂料及油墨中。多元羧酸聚合物等也可應(yīng)用于溶劑型涂料,并作為受控絮凝型分散劑廣泛使用。
陽(yáng)離子型潤(rùn)濕分散劑
是非極性基帶正電荷的化合物,主要有胺鹽、季胺鹽、吡啶鎓鹽等。陽(yáng)離子表面活性劑吸附力強(qiáng),對(duì)炭黑、各種氧化鐵、有機(jī)顏料類(lèi)分散效果較好,但要注意其與基料中羧基起化學(xué)反應(yīng),還要注意不要與陰離子分散劑同時(shí)使用。
非離子型潤(rùn)濕分散劑
在水中不電離、不帶電荷,在顏料表面吸附比較弱,主要在水系涂料中使用。主要分為乙二醇性和多元醇型,降低表面張力和提高潤(rùn)濕性。與陰離子型分散劑配合使用作為潤(rùn)濕劑或乳化劑,廣泛應(yīng)用于水性色漿、水性涂料及油墨中。
兩性型潤(rùn)濕分散劑
是由陰離子和陽(yáng)離子所組成的化合物。典型應(yīng)用的是磷酸酯鹽型的高分子聚合物。這類(lèi)聚合物酸值較高,可能會(huì)影響層間附著力。
電中性型潤(rùn)濕分散劑
分子中陰離子和陽(yáng)離子有機(jī)基團(tuán)的大小基本相等,整個(gè)分子呈現(xiàn)中性,但卻具有極性。如油氨基油酸酯C18H35NH3OOCC17H33等均屬于這種類(lèi)型,在涂料中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。
高分子型超分散劑
高分子型分散劑最為常用,穩(wěn)定性也最佳。高分子型分散劑也分為多己內(nèi)多酯多元醇-多乙烯亞胺嵌段共聚物型分散劑、丙烯酸酯高分子型分散劑、聚氨酯或聚酯型高分子分散劑等,由于它們的錨定基團(tuán)一頭與樹(shù)脂纏繞吸附,另一頭又與顏料粒子包附,因此貯存穩(wěn)定性是比較好的。
受控自由基型超分散劑
采用最新的受控自由基聚合技術(shù)(CFPP),可以使分散劑的結(jié)構(gòu)更為規(guī)整。常用的方法有:GTP、ATRP(原子轉(zhuǎn)移自由基聚合)、RAFT(可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移可控自由基聚合,包括C-RAFT及S-RAFT等)、NMP、SFRP(穩(wěn)定自由基聚合)、TEMPO等。通過(guò)采用受控自由基聚合技術(shù),可以使分散劑的相對(duì)分子質(zhì)量分布更為集中,錨定基團(tuán)也更為集中,效率更高。
分散劑的作用
1、提升光澤,增加流平效果有試驗(yàn)表明,完全相同的配方,采用不同的分散劑,得出的漆膜光澤會(huì)有明顯的差別。例如,在黑色卷材涂料體系中,不同的3種分散劑制得的涂料涂膜的20°光澤分別是69.7%、81.5%、77.1%。如果所采用的分散劑不恰當(dāng),顏色絮凝后變粗,其對(duì)光澤所起的作用類(lèi)似于消光粉,自然會(huì)影響光澤。
2、防止浮色發(fā)花防止浮色發(fā)花,是大家所熟知的分散劑的作用之一。要防止浮色發(fā)花,應(yīng)該選用合適的分散劑,無(wú)論是罐內(nèi)浮色發(fā)花還是漆膜的浮色發(fā)花,都可以得到改善或消除。還有些分散劑,是受控絮凝類(lèi)的分散劑,分子鏈中含有一些羧基基團(tuán),與顏料親和的同時(shí),還會(huì)互相形成氫鍵,從而使顏料粒子穩(wěn)定,達(dá)到預(yù)防浮色發(fā)花的效果。
3、提高著色力顏料分散和穩(wěn)定得更好,其著色力會(huì)明顯加強(qiáng)。
4、降低粘度,增加顏料載入量采用合適的分散劑,所得的色漿黏度會(huì)明顯降低。這樣可以增加顏料的載入量,提高生產(chǎn)效率。
5、減少絮凝,增加施工性和使用性許多人在評(píng)估分散劑時(shí),都會(huì)做指研試驗(yàn)。如果分散劑搭配不恰當(dāng),指研的區(qū)域與未指研的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生明顯的色差,絮凝后的顏料著色力會(huì)下降,這給調(diào)色及涂料施工都帶來(lái)困難。采用流板試驗(yàn),也能觀察到色漿的絮凝與否。
6、防止返粗,增加貯存穩(wěn)定性如果選用不合適的分散劑,色漿發(fā)生返粗或因絮凝而產(chǎn)生顏色的變化,都不是大家所希望的。除樹(shù)脂體系外,分散劑是影響涂料貯存穩(wěn)定性的重要因素。分散不佳的色漿會(huì)發(fā)生返粗、沉降及著色力下降。
7、增加展色性和顏色飽和度分散劑的這個(gè)作用最易為大家所忽略。有實(shí)例表明,采用不同的分散劑分散相同的顏料,其色相及飽和度會(huì)有明顯差別。通常來(lái)說(shuō),分散得越好,飽和度會(huì)越高(如果是碳黑,則是分散得越好,L值越低,黑度越高)。
8、增加透明度或遮蓋力對(duì)于鋁粉漆來(lái)說(shuō),會(huì)希望色漿的透明性越高越好。而針對(duì)素色漆,又希望色漿的遮蓋力越高越好。其實(shí)這與顏料粒徑有關(guān)。有資料顯示,除折射率外,顏料粒徑分布是透明度的另一重要因素。粒徑增加,散射光線能力增強(qiáng),直到最大值,然后開(kāi)始下降。這種散射光線的能力增強(qiáng)了顏料的遮蓋力,散射能力最強(qiáng)時(shí)達(dá)到最大,粒徑繼續(xù)增加遮蓋力則會(huì)下降。而當(dāng)顏料粒徑低于某個(gè)值時(shí),隨著粒徑的下降,透明度會(huì)增加。分散劑不能改變顏料本身的特性,但能控制顏料粒徑分布,達(dá)到更理想的顏色效果。
9、提高研磨效率,降低生產(chǎn)成本潤(rùn)濕分散劑的潤(rùn)濕功能使顏料表面的空氣和水能更快速地被研磨介質(zhì)的液體所取代,同時(shí)使分散階段所取得的顏料初級(jí)粒子的分離得以保持和控制。這些都提高了研磨效率,降低了能耗和人力成本。
10、防止沉降許多人想當(dāng)然地認(rèn)為防沉必須依靠防沉劑,其實(shí)這是片面的。研磨好的色漿如果產(chǎn)生絮凝,顏料粒子變大,密度增加,就會(huì)很快沉降。選用了合適分散劑的色漿可以少加甚至不需要添加防沉劑。筆者曾經(jīng)做過(guò)70%的鈦白粉無(wú)樹(shù)脂色漿,其黏度很低(91.1mPa·s,剪切速率為10s-1),未加入任何防沉劑,經(jīng)過(guò)15d的熱貯存(40℃)及室溫放置3個(gè)月,均無(wú)任何沉淀產(chǎn)生。分散劑的防沉作用顯然對(duì)涂料的貯存穩(wěn)定性也有幫助。
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