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润湿分散剂与乳胶漆助剂基本知识

发表时间:2011/7/14 浏览次数:4544 文章来源:〖返回列表
 

润湿分散剂能降低被润湿物质的表面张力或界面张力,其添加在涂料中能改进颜填料与液体料的掺合,颜填料的良好分散决定了涂膜的光学性能和遮盖力,良好的颜填料分散需要颜料不仅在刚制造时而且在储存及应用中有均一的分布。
颜料粒子0.05—0.5um范围内可产生最适当的色强、光泽、遮盖力及耐候性,商品颜料粒子的粒径在此范围内。颜料粒子的形状有规则多面体(TiO2)、片状(云母)、结节状(ZnO2)。颜料粒子的存在形式有四种:初级粒子—从晶片或蔟片状结晶形状存在;共聚体—初级粒子面面接触形成较大的粒子;附聚体—初级粒子和共聚体靠较弱的范德华力结合成更大的粒子;絮凝体—颜料粒子被连接或分散添加剂包围后而相互吸附在一起。其中共聚体及初级粒子在颜料制造过程中就存在,附聚体因为粒子大,在涂料制造过程中是不希望存在的,当然,有些涂料为了得到均一的色彩,希望控制得到可控絮凝体,以防止涂料的浮色。


润湿分散剂润湿分散剂能降低被润湿物质的表面张力或界面张力,其添加在涂料中能改进颜填料与液体料的掺合,颜填料的良好分散决定了涂膜的光学性能和遮盖力,良好的颜填料分散需要颜料不仅在刚制造时而且在储存及应用中有均一的分布。颜料粒子0.05—0.5um范围内可产生最适当的色强、光泽、遮盖力及耐候性,商品颜料粒子的粒径在此范围内。

颜填料的分散是碾磨液体料取代颜填料表面的空气,遵循相似相容原理,疏水的有机颜料分散在水基型涂料中,或亲水的极性表面颜填料分散在溶剂型涂料中,要借助于润湿添加剂来完成。在有机、无机的颜填料分散中,润湿分散剂分散能力的高低取决于润湿分散剂分子在颜填料表面吸附能力,不同类型的润湿分散剂在有机、无机颜填料粒子表面稳定吸附的能力不一样。

颜料粒子的存在形式有四种:初级粒子—从晶片或蔟片状结晶形状存在;共聚体—初级粒子面面接触形成较大的粒子;附聚体—初级粒子和共聚体靠较弱的范德华力结合成更大的粒子;絮凝体—颜料粒子被连接或分散添加剂包围后而相互吸附在一起。其中共聚体及初级粒子在颜料制造过程中就存在,附聚体因为粒子大,在涂料制造过程中是不希望存在的,当然,有些涂料为了得到均一的色彩,希望控制得到可控絮凝体,以防止涂料的浮色

润湿分散剂的种类
在分散过程中溶剂可取代颜填料表面的空气,但不稳定,润湿分散剂含有酸根适合于无机颜料和填料通过极性力而稳定;润湿分散剂含有氨基适合于有机颜料通过范德华力而稳定;空间位阻型润湿分散剂常含有与溶剂相容的长链如聚酯、聚醚、聚丙烯酸链。
按分子类型分:酸型—在疏水链上含有许多羧基;盐型—元酸或多元酸用长链胺中和而得;含氨基和溶剂可溶的长链非离子聚合物。按照应用类型非有:抗絮凝分散剂,共絮凝分散剂。涂料生产使用的润湿分散剂按电性和吸附官能力团分有五大类:阴离子型、阳离子型、电中型、多官能团、非离子类。前四类润湿分散剂分散颜填料,不是因为其表面张力低,而是它们的亲水端有与颜料表面、棱边、余角形成物理化学健的能力以及选择性的吸附,不致在涂膜中、空气中或底材界面游离聚集,而表面活性剂却能聚集、并影响分散相(颜/填料)和连续相之间的界面张力,非离子表面活性剂也含有亲水端基,但不与颜料边面形成物理化学键,却能和颜料表面的吸附水结合在一起,结合脆弱,易解吸,而解明的表面活性剂是游离的,其副作用是体系耐水性下降。

颜填料的分散是碾磨液体料取代颜填料表面的空气,遵循相似相容原理,疏水的有机颜料分散在水基型涂料中,或亲水的极性表面颜填料分散在溶剂型涂料中,要借助于润湿添加剂来完成。在有机、无机的颜填料分散中,润湿分散剂分散能力的高低取决于润湿分散剂分子在颜填料表面吸附能力,不同类型的润湿分散剂在有机、无机颜填料粒子表面稳定吸附的能力不一样,在配方设计中要改性颜填料粒子表面性质,尤其要注意这点。

涂料生产使用的颜填料都是原始初级粒子的附聚体,颜填料吸附湿气,通过水层和吸附空气的作用而黏附在一起,初级粒子通过点棱结合成附聚体—即二级粒子,二级粒子松散的结合为絮凝体,而初级粒子通过面面结合称为聚集体,聚集体是很难打开的。颜料有三个主要性质:颜填料的化学结构/晶体结构,决定了颜料的色相、色强、耐光、耐晒、耐化学性能等;颜填料的几何结构给出该粒子的比表面积,从而在粒子的吸油量、悬浮性等方面表面表面出区别于其他类粒子的性能;颜填料的表面处理,决定其分散性。润湿分散剂、溶剂、树脂等所有的物质均可吸附在颜填料粒子表面,如果溶剂等非润湿分散剂优先吸附在粒子表面,会影响颜填料的分散,为防止润湿剂与溶剂、聚合物竞争,润湿剂应在调漆前阶段加入,吸附在颜填料表面,漆制备好后添加助剂用量要在得多。

颜填料体系的分散稳定通过吸附在颜填料粒子表面的电子云来实现,粒子表面的Zeta电位值越低,表明添加剂在颜填料表面吸附力越强,稳定性越高。这种静电稳定保护容易破坏,如相反离子的加入、PH的变化、低温的冻融等。静电稳定需要添加剂量小。空间位阻稳定,靠分子量较大的润湿分散剂黏附于颜料表面形成保护层,保护层需要一定的厚度(0.01—0.1um)和密度,需要添加剂的较大。润湿分散剂吸附在颜填料粒子表面,改性颜填料粒子表面性质,控制粒子的运动能力。适当选用不同类型的润湿分散剂,均衡涂料中各种粒子的运动能力,最终可控制涂膜的浮色发花缺陷。润湿分散剂保护颜填料粒子两种保护层静电排斥和空间位阻见。乳胶漆涂料中的颜填料粒子、乳胶粒子等靠静电排斥而避免粒子相互接近并聚,使整个体系保持稳定。


分散良好的颜填料分散体和最佳涂料性能是同义语,二者密切相关,涂料的着色力、透明度、遮盖力、表面光泽和流动性常常被用来估计颜填料的分散程度;以下三点用评价分散剂的分散能力性能。 ■ 降低体系粘度 ■ 提高体系展色性 ■ 改善光泽

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