涂料用潤(rùn)濕分散劑

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1、第一節(jié)、概述潤(rùn)濕與分散是涂料制備的重要工藝過程。而涂料制備過程的中心環(huán)節(jié)是顏料分散，顏料分散是涂料、油墨、塑料加工、日用化妝品等生產(chǎn)中的一個(gè)重要工藝過程。顏料分散，亦即顏料在外力的作用下，成為細(xì)小的顆粒，均勻地分布到連續(xù)相中，以期得到一個(gè)穩(wěn)定的懸浮體，不僅需要樹脂、顏料、溶劑的相互配合，還需使用潤(rùn)濕分散劑才能提高分散效率并改善貯存穩(wěn)定性，防止顏料在貯存期間沉降、結(jié)塊，影響施工，此外顏料的良好分散還能夠改善涂料的光澤、遮蓋力、流變性等。顏料分散一般經(jīng)過潤(rùn)濕、粉碎、穩(wěn)定三個(gè)不可分離的階段。潤(rùn)濕是固體和液體接觸時(shí)，固/液界面取代固/氣界面，粉

2、碎是借助機(jī)械作用把顏料凝聚體和附聚體解聚成接近原始粒子的細(xì)小粒子，并均勻分散在連續(xù)相中，成為懸浮分散體，穩(wěn)定是指制備的懸浮體在無外力作用下，仍能處于穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài)。在分散系中存在著各種不同的作用力，其產(chǎn)生的原因是各不相同的。分散體系的穩(wěn)定性是由各種力的合力所決定的。顏料分散體系的穩(wěn)定機(jī)理，主要有電荷斥力學(xué)和空間位阻效應(yīng)。想要獲得一個(gè)良好的涂料分散體系，單純依靠樹脂、顏料、溶劑的相互作用有時(shí)是難以辦到的，必須借助于濕潤(rùn)分散劑的幫助。潤(rùn)濕劑、分散劑都是表面活性劑。潤(rùn)濕劑在顏料潤(rùn)濕過程中發(fā)揮作用，能夠降低液/固之間的界面張力，可提高顏料的

3、分散效率，縮短研磨時(shí)間。分子量低的濕潤(rùn)效率高。分散劑在顏料分散穩(wěn)定過程中發(fā)揮作用，能夠吸附在顏料離子的表面上構(gòu)成電荷斥力、空間位阻效應(yīng)，使分散體處于穩(wěn)定狀態(tài)。將潤(rùn)濕分散劑從化學(xué)上加以分類是很困難的。原因是不同品牌的產(chǎn)品，其組成、結(jié)構(gòu)差別非常大。宜從應(yīng)用范圍、極性、離子性以及相對(duì)分子質(zhì)量特征等方面進(jìn)行。按應(yīng)用領(lǐng)域分為水性、油性和通用型分散劑。按功能又分為潤(rùn)濕劑和分散劑。實(shí)際上，這種分類方法有很大的隨意性，因?yàn)闈?rùn)濕和分散根本就是一個(gè)統(tǒng)一連續(xù)的過程。第二節(jié)、顏料潤(rùn)濕分散基本原理一、涂料分散體系的構(gòu)成干粉顏料呈現(xiàn)三種結(jié)構(gòu)形態(tài)：①原始粒子，由單個(gè)

4、顏料晶體或一組晶體組成，粒徑相當(dāng)??；②凝聚體，由以面相接的原始粒子團(tuán)組成，其表面積比其單個(gè)粒子表面積之和小，再分散困難;③附聚體，由以點(diǎn)、角相接的原始粒子團(tuán)組成，其總表面積比凝聚體大，但小于單個(gè)粒子表面積之和，再分散較凝聚體容易。按照顏料和基料親水和親油的特性，分散體可分成六種：a.親水性顏料分散在親水性的基料中；b.親水性顏料分散在親油性的基料中；c.親油性顏料分散在親水性的基料中；d.親油性顏料分散在親油性的基料中；e.親水性和親油性顏料分散在親水性的基料中；f.親水性和親油性顏料分散在親油性的基料中。二、潤(rùn)濕作用當(dāng)液體與固體表面接

5、觸時(shí)，是原來的固/氣界面消失，形成新的固/液界面，這種現(xiàn)象叫潤(rùn)濕。只有在顏料與樹脂溶液之間的接合力大于基料樹脂之間的接合力，才會(huì)發(fā)生潤(rùn)濕作用。1.潤(rùn)濕與接觸角當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，會(huì)形成一個(gè)夾角，這個(gè)角被稱為接觸角，它是液體對(duì)固體潤(rùn)濕程度的一個(gè)衡量標(biāo)志。一、概述（a）潤(rùn)濕式（b）不潤(rùn)濕各種界面張力的作用關(guān)系可以用楊氏方程表示：γ液-氣cosθ=γ固-氣—γ固-液Dr.A.Capelle等指出:潤(rùn)濕效率BS=γ固-氣—γ固-液,即：BS=γ液-氣cosθ由此得出接觸角越小，潤(rùn)濕效率越高。Washborre用下式表示了潤(rùn)濕初始階段的潤(rùn)濕效率：

6、式中，K為常數(shù)；γF1為基料的表面張力；θ為接觸角（基料/顏料界面）；r為顏料粒子的間隙半徑；l為顏料粒子間隙長(zhǎng)度；η為基料的粘度。以上兩式表明，配方固定后，降低基料粘度和使用潤(rùn)濕劑來降低顏料和基料之間的界面張力以縮小接觸角可以提高潤(rùn)濕效率，但基料粘度的降低有一定限度，所以使用潤(rùn)濕劑是常用的手段。利用楊氏定理來衡量潤(rùn)濕程度時(shí)，應(yīng)注意下述幾點(diǎn)：固體和固/液界面的表面張力不能用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定：①只能作相關(guān)測(cè)定，所以解釋這些測(cè)定值時(shí)必須小心謹(jǐn)慎；②固體物質(zhì)表面上吸附了水蒸汽、液體或氣體，存在著1個(gè)單分子潤(rùn)濕層，因此應(yīng)用時(shí)必須修正楊氏定理；③物體

7、表面的平整度不同，根據(jù)固體物質(zhì)表面的粗糙度，在計(jì)算接觸角時(shí)必須有一個(gè)校正因數(shù)。另外，還應(yīng)注意固體物質(zhì)表面的單分子膜層。接觸角的滯后現(xiàn)象和溫度對(duì)觸角的影響。一、概述2、潤(rùn)濕分散劑對(duì)潤(rùn)濕的作用當(dāng)顏料和樹脂選定后，配方已基本固定，為了提高潤(rùn)濕效果，除黏度外，幾乎沒有可變因素，但黏度的降低也是有一定限度的。所以提高潤(rùn)濕效率的最好方法還是采用潤(rùn)濕分散劑，它會(huì)吸附在顏料的表面上，降低顏料和展色劑之間的界面張力，縮小接觸角，使?jié)櫇裥侍岣?。涂料是多?xiàng)的分散體，界面關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，在顏料表面上可能會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。在選擇潤(rùn)濕分散劑時(shí)要注意與其顏料、樹脂、溶

8、劑等各種材料的關(guān)系，需作仔細(xì)的工作才能獲得良好的效果。一、概述第三節(jié)、分散體系穩(wěn)定的基本原理一、概述一、顏料的沉降制成的分散系，假若顏料粒徑過大，由于重力作用會(huì)產(chǎn)生沉降。當(dāng)分散粒子半徑比分散介質(zhì)半徑大的多，