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涂料分散劑的作用原理

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2020/12/30     瀏覽次數(shù):    

 分散劑又稱濕潤分散劑,它除具有濕潤劑同樣的濕潤作用外,其活性基團一端能吸附在粉碎成細(xì)小微料的顏料表面,另一端溶劑化進入漆基形成吸附層(吸附基越多,鏈節(jié)越長,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),使顏料粒子長期分散懸浮于漆基中,避免再次絮凝,因而保障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。現(xiàn)按其結(jié)構(gòu)來區(qū)分,可分為:①陰離子型,②陽離子型,③非離子型,④兩性型,⑤電中性型,⑥高分子型(包括高中低分子量)超分散劑。
 ?、訇庪x子型表面活性劑: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性的親水的基團構(gòu)成。兩種基團分別處在分子的兩端,形成不對稱的親水親油分子結(jié)構(gòu)。它的品種有;油酸鈉C17H33COOΘNa?, 羧酸鹽、硫酸酯鹽(R-O-SO3Na),磺酸鹽(R- SO3Na),等等。陰離子分散劑相溶性好,被廣泛應(yīng)用。

②陽離子型:是非極性基帶正電荷的化合物。品種有十八碳烯胺醋酸鹽C17H33CH2NH2?ΘOOCCH3。烷基季銨鹽、氨基丙胺二油酸酯、季胺鹽、特殊改性的多氨基酰胺磷酸鹽等。陽離子表面活性劑吸附力強,對炭黑、各種氧化鐵、有機顏料類分散效果較好,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用,使用應(yīng)慎重。

③非離子型:不能電離、不帶電荷。在顏料表面吸附比較弱,主要在水系涂料中使用。品種有脂肪酸環(huán)氧乙烷的加成物C17H33COO(CH2 CH2O)nH、聚乙二醇型多元醇和聚乙烯亞胺衍生物等。它們的作用是降低表面張力和提高潤濕性。如果添加一些有機硅氧烷就可以防止發(fā)花、浮色和改善流平的作用。
 ?、軆尚孕停菏怯申庪x子和陽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。這類聚合物酸值較高,會影響層間附著力。應(yīng)該注意。

 ?、蓦娭行孕停菏欠肿又嘘庪x子和陽離子有機集團的大小基本相等,整個分子呈現(xiàn)中性但卻具有極性。品種有:油氨基油酸酯C18H35NH3?ΘOOCC17H33。

 ?、薷叻肿有停òǜ咧械头肿恿浚?。而其中-為高檔和-為穩(wěn)定要屬高分子型,例如:a.多已內(nèi)配多元醇-多乙烯亞胺嵌段共聚物,b.多已內(nèi)酯再與三乙烯四胺的反應(yīng)物,c.用基團轉(zhuǎn)移聚合,先加甲基丙烯酸酯,再加甲基丙烯酸失水甘油酯制成的丙烯酸酯高分子。d.多羥基硬脂酸制得的低分子量聚酯,引入錨定基團制得的各種聚氨酯和聚丙烯酸酯。等等,由于它們的錨定基團一頭與樹脂纏繞吸附,另一頭又與顏料粒子包附。因此貯存穩(wěn)定性是比較好的,當(dāng)然也要注意不要用太強的溶劑,因為溶劑太強在高剪切力的情況下,會把這些高分子的超分散劑的錨定鏈溶解,進而引起顏料返粗絮凝。乳膠漆用的濕潤劑有陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑;此外還包括無機鹽(磷酸、硅酸鹽)和高分子聚合物兩類。

分散劑的原理:大部分分散劑都是通過潤濕、研磨與分散、偶聯(lián)和包裹穩(wěn)定的過程來達到分散顏填料的目的。而在水性涂料當(dāng)中,由于成本控制原因,又不能使用較貴的分散劑?,F(xiàn)在市場上用的大部分是屬于陰離子和非離子型的潤濕分散劑。它們的原理就是低的表面張力,很快的潤濕顏料粒子,再通過高的剪切力,如分散機、研磨機器等使顏料粒子形成一個半絮凝狀(或叫做可控絮凝)的分散體。

  如果此時涂料的粘度比較高的話,是不會出現(xiàn)顏料反粗和嚴(yán)重絮凝現(xiàn)象的,但如果粘度控制不好,時間一長,就會出問題;有的使用偶聯(lián)劑做分散劑,通過它們的親水基團和硫水基團把兩種不同的物質(zhì)偶聯(lián)在一起。象架橋一樣,這樣做的好處是:綜合性能好,又能分散,又用量少,又能增加涂料的附著力,但不足點是它不是解絮凝基團,對要求高的展色性強的涂料就不太適合。通過研究和實踐,在水性涂料中建議用能解絮凝的分散劑。因為這樣做的好處是:對顏填料展色性好、鮮艷度高、光澤好。但是在純?nèi)橐后w系中,我們建議選用增強電荷相斥的分散劑。如電中性胺鹽、聚羧酸鹽類的分散劑。現(xiàn)在市面上有出現(xiàn)一些多已內(nèi)配多元醇的表面活性劑,它們的潤濕性,滲透力很強。建議使用一些高分子類型與解絮凝作用的分散劑搭配使用,這樣效果會更好;此外還建議在使用增稠劑的時候盡量使用一些不影響光澤、不會后增稠的增稠劑。
  隨水性涂料的增加的日趨明顯,低VOC和光固化涂料的增長也相對比較快。在水性涂料按1%添加分散劑來進行估算,每年我國水性分散劑的用量約為2萬噸左右,而且用量有上升的趨勢。從產(chǎn)量上來看,2005年全國分散劑的產(chǎn)量約為1.3萬噸,需求量約為1.91萬噸,有0.6萬噸的市場空缺;2006年產(chǎn)量增至1.5萬噸,市場需求量增至約2.5萬噸,仍有1萬噸的市場缺口有待填充,需求量增速超過了30.9%,預(yù)計至2007底,分散劑國內(nèi)的需求量將達到4.2萬噸,到2008年應(yīng)該會超過5萬噸的用量,市場前景非常樂觀,但由于國際品牌在國內(nèi)市場的激烈爭奪,加之國產(chǎn)產(chǎn)品的良莠不齊及技術(shù)發(fā)展的力不從心,致始國產(chǎn)分散劑生產(chǎn)廠家在巨大市場潛力面前也面臨嚴(yán)峻考驗.

 “物競天澤,適者生存”,從分散劑的價格進行分析,在當(dāng)今這個競爭激烈的社會中,任何一個行業(yè),只要引入競爭得益的肯定是消費者。要么提高服務(wù)質(zhì)量,要么降低產(chǎn)品價格。水性涂料也不例外,水性涂料分散劑的價格一直比較穩(wěn)定,但也時有下滑的現(xiàn)象,特別是進口的助劑,除非有他人不可取代的特殊性產(chǎn)品,否則他們的銷售策略只能集中在打價格戰(zhàn)上,這樣將不利于良性的市場競爭環(huán)境。此外,大環(huán)境方面,由于原材料的上漲,市場利潤的壓縮,競爭對手的惡意打壓價格,使得涂料廠家不斷的想辦法降低成本。因此可見:水性涂料分散劑的價格波動不太大,但未來趨向降價競爭的可能性很大,諸多不確定性因素日見增加。

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