水性潤(rùn)濕分散劑介紹:
市面上廣泛使用的水性分散劑經(jīng)歷了一個(gè)逐步升級(jí)換代的過程。目前,曾廣泛使用的卵磷脂類和無機(jī)磷酸鹽/酯類,如:KTPP(三聚磷酸鉀)、TKPP(焦
磷酸四鉀)等聚電解質(zhì)類分散劑,由于其生物性缺陷(促進(jìn)微生物滋生)以及高電解質(zhì)濃度的副作用正在被淘汰。水性潤(rùn)濕分散劑 劉經(jīng)理 18733901009
新一代的水性分散劑大致可分為以下五類。
A.水溶性高分子聚電解質(zhì)類,以聚丙烯酸的鹽(鈉,鉀,銨)類為代表。屬強(qiáng)離子性。商品形式多為20-30%的水溶液;其金屬鹽有的制備成固體粉末。
大部分易溶于水,無味。依靠在顏料表面產(chǎn)生ξ電位的靜電斥力作用使顏料分散。聚合度在12~18之間具優(yōu)良的分散能力。主要用于無機(jī)顏料的分散???/p>
急劇降低研磨料的粘度。但形成的色漿具觸變性;由于離子濃度大,分散體的穩(wěn)定性并不好。且HLB值偏高,初期對(duì)顏料的潤(rùn)濕差,需潤(rùn)濕劑的密切配合
。涂料的色漿接受性差;易于出現(xiàn)調(diào)色障礙(商品色漿主要用HLB值較低的高分子助劑制造)。但價(jià)格便宜,用于白漆制備,添加量低。不適合基礎(chǔ)漆的制
備。水性潤(rùn)濕分散劑 劉經(jīng)理 18733901009
B:親水性丙烯酸酯共聚物,離子濃度大大降低。研磨料既有適宜的剪切力,又形成粘度穩(wěn)定的分散體。對(duì)分散無機(jī)顏料非常適合。其結(jié)構(gòu)多含有聚氧乙
烯、磺酸基等接枝單元。除具靜電斥力穩(wěn)定機(jī)制外,尚依賴空間位阻使分散體得以穩(wěn)定。由于HLB值適中,配漆性能良好。
C.線性大分子離子型或非離子化合物。大部分為聚氧乙烯類活性劑。由于分子量低,聚集態(tài)易于流動(dòng)。商品形式多為100%或85%等高組成。具一端高密度
活性基團(tuán)結(jié)構(gòu)的品種用于無機(jī)顏料的分散性能優(yōu)良。用于有機(jī)顏料和碳黑的品種具一端平面大π鍵環(huán)結(jié)構(gòu)或親顏料基團(tuán)。此類助劑HLB與B類相似。但屬水
溶性??赡軙?huì)從涂膜中游離,有損涂層的理化性能。也有疏水性的此類助劑,給人以較為安全的印象。
D.疏水性共聚物分散劑
大部分也是丙烯酸類,但基本不顯示離子性。有的含有胺類接枝單元等。以空間位阻和有效錨固基團(tuán)作用穩(wěn)定顏料。HLB值低,制備顏料漿時(shí)提供適宜的
剪切力環(huán)境,既適宜分散無機(jī)顏料,又可分散有機(jī)顏料和碳黑。是水性分散劑的開發(fā)方向。雖然其用量較大(可為離子性助劑的數(shù)倍),但同時(shí)作為載體
樹脂,所得顏料漿具優(yōu)良的展色性和穩(wěn)定性。又由于不可逆的水溶性和高分子量,可作為成膜物看待,不會(huì)產(chǎn)生副作用。
E.用于陰極電泳涂料的陽離子型共聚物分散劑,如丙烯酸共聚體接枝PU,主要用于工業(yè)在線涂料。不宜與陰離子助劑復(fù)配。實(shí)踐中,往往要試驗(yàn)一下助
劑的水復(fù)溶性,以決定是否適用于耐水涂層場(chǎng)合。將助劑在50~70℃烘干,再用水試驗(yàn)溶解性。結(jié)果可出現(xiàn)三種情況:溶解,乳濁,不溶。分別代表:水
溶性,親水性,疏水性。
水性分散劑除以上分析的一般特性外,尚需關(guān)注它們?cè)谕苛吓浞浇M成的協(xié)調(diào)性。除前已述及的基礎(chǔ)涂料對(duì)色漿的接受性,還應(yīng)考察它們對(duì)增稠系統(tǒng)的影響
。已經(jīng)證實(shí),分散劑的高電解質(zhì)濃度對(duì)增稠過程和涂料光澤是不利的。而親水的或疏水的高分子共聚物類分散劑傾向于加強(qiáng)和穩(wěn)定增稠系統(tǒng)的作用并且改
善涂料的光澤。另外,B、D類共聚物分散劑無需潤(rùn)濕劑配合。
2.0 溶劑型潤(rùn)濕分散劑
由于有機(jī)介質(zhì)普遍具有低的表面張力,因此,在這一領(lǐng)域使用的潤(rùn)濕劑,毋寧說也是分散劑,只不過它們的分子量低,不能形成穩(wěn)定的分散體,需要與高
分子分散劑配合使用才能發(fā)揮他們獨(dú)有的作用。溶劑型涂料,涉及的介質(zhì)極其復(fù)雜而廣泛,不僅因其溶劑種類,更因其成膜物質(zhì)的特性而要求在相容性原
則下,選擇不同組成特性的分散劑。所以形成了品種眾多的分散劑系列。就一般分類看,也象水性助劑那樣有離子型、非離子型、尚有相當(dāng)數(shù)量的具有陽
離子結(jié)構(gòu)特征的產(chǎn)品。分子量從數(shù)百量級(jí)的普通大分子以及數(shù)萬量級(jí)的高分子組成。只不過,在溶劑型涂料中,由于介質(zhì)普遍不象水那樣具有高介電常數(shù)
,所以離子性作為其特征并不具太大意義。溶劑型涂料所使用的分散劑,主要依賴于其提供體系的錨固作用和空間位阻。水性潤(rùn)濕分散劑 劉經(jīng)理 18733901009
2.1 溶劑型涂料用低分子量分散劑
此類助劑又稱傳統(tǒng)型分散劑,顧名思義,這是化學(xué)上最早開發(fā)的一類產(chǎn)品,也是現(xiàn)代高分子分散劑的前身。分子量介于400~2000之間。主要是線型烷基酰
胺類或枝型多聚羧酸、或是多聚羧酸與多元胺組成的低聚物,非離子型居多。不會(huì)向涂層引入親水性,機(jī)理上是多元酸的羧基緊密排列在基面(如:金屬
)上,疏水一端向外,排列成疏水層。因?yàn)檫@一特性而被用于防腐、防銹涂料中。缺點(diǎn)是分子量低,不能形成有效的位阻空間。不適宜分散有機(jī)顏料和高
色素碳黑。所能達(dá)到的細(xì)度值和流動(dòng)性有限。用于工業(yè)涂料也有泛黃傾向。但它們的低極性特征,使能溶于脂肪烴類溶劑。因而,廣泛適用于傳統(tǒng)油漆以
及溶劑型丙烯酸建筑涂料中。
2.2 溶劑性涂料用高分子分散劑
又稱超分散劑,是現(xiàn)代分散劑的主流設(shè)計(jì)方向。前已述及,在溶劑型涂料中介質(zhì)的低介電常數(shù)使得靜電斥力機(jī)制不能發(fā)揮作用。為了穩(wěn)定顏料的分散,特
別是有機(jī)顏料和碳黑必須開發(fā)高分子量的結(jié)構(gòu)組成。使空間位阻成為主要作用方式。大體上,高分子分散劑有以下三類:
F. 聚酯主鏈結(jié)構(gòu)的活性衍生物。典型的結(jié)構(gòu)如:(O—A—C—O)—n]P —Z PR 式中:A—C8—20線型亞烷基或鏈烯基 T---H 或鏈終止基團(tuán)Z---多元胺
或聚亞胺的殘基,n=2-10, p≥2 其中[T(OACO)]p : Z=5:1~20:1 (w/w) 聚酯類分散劑可用于中高極性的工業(yè)涂料和粉末涂料。
G.聚氨酯類這是目前開發(fā)較為成熟的一類高分子分散劑。其特征是在分子鏈中,均勻分布著一系列的氨基甲酸酯基團(tuán)或鏈段;或者是分布于接枝的側(cè)鏈
上。并以叔胺和環(huán)結(jié)構(gòu)為錨固基團(tuán)。適用于中高極性系統(tǒng)各種顏料的分散。性能較為全面;形成的色漿粘度低,展色優(yōu)異。在溶劑型涂料中,唯一對(duì)顏料
分散提出苛求的品種是汽車涂料等工業(yè)涂料。使用最高等級(jí)的色素碳黑和有機(jī)顏料。所使用的介質(zhì)也以含氧溶劑為主。普通中、低分子量分散劑難以勝任
這種場(chǎng)合。PU型高分子分散劑出色應(yīng)對(duì)了這種需要。然而,不僅由于此類助劑成本較高,還由于它的高極性,不適合用于低極性涂料品種。因?yàn)?,在普?/p>
烴類溶劑中不能很好溶解。分子鏈不能有效的被溶劑化以形成空間位阻。
H.接枝丙烯酸共聚物
由于存在游離的羧基等,也用于水性系統(tǒng)。高分子量。分散能力略遜于PU分散劑。但穩(wěn)定性同樣好;價(jià)格適中。適用范圍廣。普通工業(yè)涂料,從低極性到
高極性均可應(yīng)用。上述二類高分子分散劑構(gòu)成了當(dāng)今分散劑的代表品種。尚在開發(fā)特殊結(jié)構(gòu)的分散劑組成。如,根據(jù)親顏料基團(tuán)要求設(shè)計(jì)的具有類似顏料
結(jié)構(gòu)特征的分散劑等。不斷有新產(chǎn)品問世。高分子分散劑的主要應(yīng)用技術(shù),是建立與之相適應(yīng)的極性體系。因?yàn)?,極性相似的體系意味著更多熱力學(xué)相容
的機(jī)會(huì)。從而能夠使助劑很好溶于涂料,起到穩(wěn)定分散狀態(tài)作用。保證相容性也是涂膜光澤的重要條件。但是,也要防止溶劑與助劑過分強(qiáng)烈的相互作用
。以免發(fā)生助劑從顏料表面脫吸附。 一般無機(jī)顏料例如普通氧化中鉻黃,鉬鉻紅填料,等,評(píng)估分散劑的方法最容易就是看降黏.這類顏料本來絮凝性就
較低,一旦解開就搞定.但是在制復(fù)色漆時(shí),我們經(jīng)常被迫放棄最強(qiáng)的潤(rùn)濕,反而選用控制絮凝性的潤(rùn)濕劑(YC-700E),來遷就老是絮凝的有機(jī)/炭黑衣避免浮
色。
鈦白**一般無機(jī)顏料看待,因?yàn)樗袝r(shí)候需要100%解絮凝,為了拿到純白高檔面漆;有時(shí)又像上面說的要控制,避免浮色。這也是遍地A4010的原因,
因?yàn)锽110/A5010降黏很強(qiáng)適合制純白,但是易起調(diào)色沖突而分色;A4010則兩點(diǎn)兼顧得較好?;谏厦鎯煞N不同的目標(biāo),評(píng)估也不同了。純白面漆,建也
是做流板測(cè)試(12秒黏度下淋涂),看20度光澤。如果這樣測(cè)試通過,你的白漆儲(chǔ)存穩(wěn)定,鮮映性,施工適應(yīng)性(例如汽車漆靜電線噴涂,卷材漆低黏度
輥涂,等這些涂裝線是白漆毒藥)都能通過。但是!這個(gè)色漿不保證調(diào)色不浮色!調(diào)復(fù)色時(shí)多半必須忍痛割愛,放點(diǎn)
5066/P104之類,這時(shí)如果你流板,是霧影的就對(duì)了。重點(diǎn)還是有機(jī)顏料?;谂c絮凝對(duì)抗的原則,流板法是最常用的評(píng)估方法(可得到光澤和鮮映性)
。另一個(gè)可以用的是顏色擴(kuò)展法。標(biāo)準(zhǔn)白色中調(diào)入有機(jī)顏料色漿制得色漆,熱儲(chǔ)存(一般50C),一周到八周自定。出來后色漆一分為二,一半放入玻璃
珠再次砂磨2小時(shí),然后兩邊比色差。顏色擴(kuò)展是更加嚴(yán)格的指研測(cè)試,適用于高端的汽車修補(bǔ)色母,嚴(yán)格要求的印鐵等輥涂線。以上兩個(gè)方法主要評(píng)估
的是顏料分散體在體系的穩(wěn)定性。但是這個(gè)顏料分散體本身究竟對(duì)還是不對(duì),是一個(gè)相當(dāng)微觀的問題,這時(shí)我們面對(duì)的是微觀粒徑分布問題,許多人討論
的酞藍(lán)的側(cè)面色相,炭黑的藍(lán)相,等等均屬有機(jī)顏料,
炭黑的散射色相,其目標(biāo)本質(zhì)是0.05-0.5微米范圍內(nèi)顏料分散體的分布,例如哥倫比亞炭黑公司報(bào)告是0.07微米級(jí)別的炭黑顆粒提供了炭黑的散射藍(lán)相,
小于此粒徑的提供紅棕色相。那么除了配備電鏡,或做激光粒度分布,我們的日常工作只能是目測(cè)其色相了,這需要經(jīng)驗(yàn)。分散劑不同,有機(jī)顏料色相有
相當(dāng)大的差異,Solsperse 產(chǎn)品當(dāng)年一炮走紅就是因?yàn)樗腇W200的藍(lán)相。對(duì)此我能給的建議就是先制純單色色漆,在透明底材/黑白卡紙/兩種底材上觀
察其色相或與標(biāo)樣比照。透明底材可以看清正透射,黑底能把散射/干涉表現(xiàn)出來而吸收掉正透射色光。這樣就能比照每個(gè)批次麻煩的有機(jī)顏料色相,
確定其分散好壞了。一個(gè)典型的例子是納米二氧化鈦,可以比較黑底上的藍(lán)相深淺來確定哪個(gè)樣品是對(duì)的。同理用于其它有機(jī)顏料。
色相的評(píng)估在高端的汽車面漆中成為篩選分散劑的重要手段,也就是說,如果這個(gè)有機(jī)色相(例如正蘭側(cè)紫)對(duì)了,即便黏度高點(diǎn),也應(yīng)該用正確色相的
分散劑,如果有浮色,調(diào)整旁的部分來適應(yīng)它,因?yàn)樯⑸渖嗳斯さ醪怀龅?,?dāng)年汽巴著名的A3B當(dāng)?shù)溃瑤状箢伭瞎究巳R恩,DIC,拼命想用現(xiàn)有的有機(jī)
紅拼出一個(gè)一樣的,就是散射色相不對(duì),不是A3B高級(jí)而是散射極難調(diào)。既然分散劑能夠影響它,那么這一點(diǎn)就是很關(guān)鍵的評(píng)估因素了。所以評(píng)估有機(jī)顏
料,炭黑的黑度,透鐵的透明度,常規(guī)測(cè)試之后就都是需要積累經(jīng)驗(yàn)的練眼了。練好了,一眼看去,就大概知道哪個(gè)分散劑是對(duì)的。至于細(xì)度摔得快不快
類,不應(yīng)該是選擇分散劑的主要因素。
分散劑是一種在分子內(nèi)同時(shí)具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑??删环稚⒛切╇y于溶解于液體的無機(jī),有機(jī)顏料的固體顆粒,同時(shí)也能防
止固體顆粒的沉降和凝聚,形成安定懸浮液所需的藥劑。
分散劑的原理:
大部分分散劑都是通過潤(rùn)濕、研磨與分散、偶聯(lián)和包裹穩(wěn)定的過程來達(dá)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。現(xiàn)在市場(chǎng)上用的大部分是屬于陰離子和非離子型的潤(rùn)濕分散劑。它們的原理就是低的表面張力,很快的潤(rùn)濕顏料粒子,再通過高的剪切力,如散
機(jī)、研磨機(jī)器等使顏料粒子形成一個(gè)半絮凝狀(或叫做可控絮凝)的分散體。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(guān),涂料的
著色力,透明度,遮蓋力,表面光澤和流動(dòng)性常常被用來估計(jì)顏填料的分散程度;以下三點(diǎn)用評(píng)價(jià)分散劑的分散能力性能。(1)降低體系粘度(2)提高
體系展色性(3)改善光澤。
Dispersant(分散劑):
一種化學(xué)品,加入水中增加其去顆粒的能力。Documentation(文件編制):關(guān)于裝配的資料,解釋基本的設(shè)計(jì)概念、元件和材料的類型與數(shù)量、專門的制
造指示和最新版本。使用三種類型:原型機(jī)和少數(shù)量運(yùn)行、標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線和/或生產(chǎn)數(shù)量、以及那些指定實(shí)際圖形的政府合約。"分散劑" 在工具書中的解釋
促使物料顆粒均勻分散于介質(zhì)中,形成穩(wěn)定懸浮體的藥劑。分散劑一般分為無機(jī)分散劑和有機(jī)分散劑兩大類。常用的無機(jī)分散劑有硅酸鹽類(例如水玻璃)
和堿金屬磷酸鹽類(例如三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉等)。有機(jī)分散劑包括三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、古爾膠、脂
肪酸聚乙二醇酯、LBD-1分散劑等。水性潤(rùn)濕分散劑 劉經(jīng)理 18733901009
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