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潤濕分散劑與乳膠漆助劑基本知識

發表時間:2011/7/14 瀏覽次數:4532 文章來源:〖返回列表
 

潤濕分散劑能降低被潤濕物質的表面張力或界面張力,其添加在涂料中能改進顏填料與液體料的摻合,顏填料的良好分散決定了涂膜的光學性能和遮蓋力,良好的顏填料分散需要顏料不僅在剛制造時而且在儲存及應用中有均一的分布。
顏料粒子0.05—0.5um范圍內可產生最適當的色強、光澤、遮蓋力及耐候性,商品顏料粒子的粒徑在此范圍內。顏料粒子的形狀有規則多面體(TiO2)、片狀(云母)、結節狀(ZnO2)。顏料粒子的存在形式有四種:初級粒子—從晶片或蔟片狀結晶形狀存在;共聚體—初級粒子面面接觸形成較大的粒子;附聚體—初級粒子和共聚體靠較弱的范德華力結合成更大的粒子;絮凝體—顏料粒子被連接或分散添加劑包圍后而相互吸附在一起。其中共聚體及初級粒子在顏料制造過程中就存在,附聚體因為粒子大,在涂料制造過程中是不希望存在的,當然,有些涂料為了得到均一的色彩,希望控制得到可控絮凝體,以防止涂料的浮色。


潤濕分散劑潤濕分散劑能降低被潤濕物質的表面張力或界面張力,其添加在涂料中能改進顏填料與液體料的摻合,顏填料的良好分散決定了涂膜的光學性能和遮蓋力,良好的顏填料分散需要顏料不僅在剛制造時而且在儲存及應用中有均一的分布。顏料粒子0.05—0.5um范圍內可產生最適當的色強、光澤、遮蓋力及耐候性,商品顏料粒子的粒徑在此范圍內。

顏填料的分散是碾磨液體料取代顏填料表面的空氣,遵循相似相容原理,疏水的有機顏料分散在水基型涂料中,或親水的極性表面顏填料分散在溶劑型涂料中,要借助于潤濕添加劑來完成。在有機、無機的顏填料分散中,潤濕分散劑分散能力的高低取決于潤濕分散劑分子在顏填料表面吸附能力,不同類型的潤濕分散劑在有機、無機顏填料粒子表面穩定吸附的能力不一樣。

顏料粒子的存在形式有四種:初級粒子—從晶片或蔟片狀結晶形狀存在;共聚體—初級粒子面面接觸形成較大的粒子;附聚體—初級粒子和共聚體靠較弱的范德華力結合成更大的粒子;絮凝體—顏料粒子被連接或分散添加劑包圍后而相互吸附在一起。其中共聚體及初級粒子在顏料制造過程中就存在,附聚體因為粒子大,在涂料制造過程中是不希望存在的,當然,有些涂料為了得到均一的色彩,希望控制得到可控絮凝體,以防止涂料的浮色

潤濕分散劑的種類
在分散過程中溶劑可取代顏填料表面的空氣,但不穩定,潤濕分散劑含有酸根適合于無機顏料和填料通過極性力而穩定;潤濕分散劑含有氨基適合于有機顏料通過范德華力而穩定;空間位阻型潤濕分散劑常含有與溶劑相容的長鏈如聚酯、聚醚、聚丙烯酸鏈。
按分子類型分:酸型—在疏水鏈上含有許多羧基;鹽型—元酸或多元酸用長鏈胺中和而得;含氨基和溶劑可溶的長鏈非離子聚合物。按照應用類型非有:抗絮凝分散劑,共絮凝分散劑。涂料生產使用的潤濕分散劑按電性和吸附官能力團分有五大類:陰離子型、陽離子型、電中型、多官能團、非離子類。前四類潤濕分散劑分散顏填料,不是因為其表面張力低,而是它們的親水端有與顏料表面、棱邊、余角形成物理化學健的能力以及選擇性的吸附,不致在涂膜中、空氣中或底材界面游離聚集,而表面活性劑卻能聚集、并影響分散相(顏/填料)和連續相之間的界面張力,非離子表面活性劑也含有親水端基,但不與顏料邊面形成物理化學鍵,卻能和顏料表面的吸附水結合在一起,結合脆弱,易解吸,而解明的表面活性劑是游離的,其副作用是體系耐水性下降。

顏填料的分散是碾磨液體料取代顏填料表面的空氣,遵循相似相容原理,疏水的有機顏料分散在水基型涂料中,或親水的極性表面顏填料分散在溶劑型涂料中,要借助于潤濕添加劑來完成。在有機、無機的顏填料分散中,潤濕分散劑分散能力的高低取決于潤濕分散劑分子在顏填料表面吸附能力,不同類型的潤濕分散劑在有機、無機顏填料粒子表面穩定吸附的能力不一樣,在配方設計中要改性顏填料粒子表面性質,尤其要注意這點。

涂料生產使用的顏填料都是原始初級粒子的附聚體,顏填料吸附濕氣,通過水層和吸附空氣的作用而黏附在一起,初級粒子通過點棱結合成附聚體—即二級粒子,二級粒子松散的結合為絮凝體,而初級粒子通過面面結合稱為聚集體,聚集體是很難打開的。顏料有三個主要性質:顏填料的化學結構/晶體結構,決定了顏料的色相、色強、耐光、耐曬、耐化學性能等;顏填料的幾何結構給出該粒子的比表面積,從而在粒子的吸油量、懸浮性等方面表面表面出區別于其他類粒子的性能;顏填料的表面處理,決定其分散性。潤濕分散劑、溶劑、樹脂等所有的物質均可吸附在顏填料粒子表面,如果溶劑等非潤濕分散劑優先吸附在粒子表面,會影響顏填料的分散,為防止潤濕劑與溶劑、聚合物競爭,潤濕劑應在調漆前階段加入,吸附在顏填料表面,漆制備好后添加助劑用量要在得多。

顏填料體系的分散穩定通過吸附在顏填料粒子表面的電子云來實現,粒子表面的Zeta電位值越低,表明添加劑在顏填料表面吸附力越強,穩定性越高。這種靜電穩定保護容易破壞,如相反離子的加入、PH的變化、低溫的凍融等。靜電穩定需要添加劑量小?臻g位阻穩定,靠分子量較大的潤濕分散劑黏附于顏料表面形成保護層,保護層需要一定的厚度(0.01—0.1um)和密度,需要添加劑的較大。潤濕分散劑吸附在顏填料粒子表面,改性顏填料粒子表面性質,控制粒子的運動能力。適當選用不同類型的潤濕分散劑,均衡涂料中各種粒子的運動能力,最終可控制涂膜的浮色發花缺陷。潤濕分散劑保護顏填料粒子兩種保護層靜電排斥和空間位阻見。乳膠漆涂料中的顏填料粒子、乳膠粒子等靠靜電排斥而避免粒子相互接近并聚,使整個體系保持穩定。


分散良好的顏填料分散體和最佳涂料性能是同義語,二者密切相關,涂料的著色力、透明度、遮蓋力、表面光澤和流動性常常被用來估計顏填料的分散程度;以下三點用評價分散劑的分散能力性能。 ■ 降低體系粘度 ■ 提高體系展色性 ■ 改善光澤

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