潤濕分散劑的分類特性與應(yīng)用

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1、潤濕分散劑的分類特性與應(yīng)用摘要：論述了不同類別潤濕分散劑的基本組成和應(yīng)用特性，討論了各種潤濕分散劑在不同涂料中所應(yīng)遵循的規(guī)則和選擇方法。共討論了八大類涂料工業(yè)常用的一些潤濕分散劑品種。關(guān)鍵詞：潤濕分散劑、高分子分散劑潤濕與分散是涂料制備的重要工藝過程。由于涂料品種的多樣性，所使用的相關(guān)分散助劑也是品種繁多。市場上眾多供應(yīng)商提供了各具特色的品牌助劑，令人眼花繚亂。由于涂料助劑大多價格不菲，取舍之間更有著經(jīng)濟上的意義。因此，有必要對助劑的選擇問題作一深入淺出的探討，達到整體把握的目的。不過，試圖將潤濕分散劑從化學上加以分類是困難的。原因是不同品牌的產(chǎn)品，其組成、結(jié)構(gòu)差別非常大。

2、從實際應(yīng)用需要，運用物理化學原理和方法，對其進行大致分類則是可能和有意義的。考察潤濕分散劑的分類特性，宜從應(yīng)用范圍（主要是相容性問題）、極性、離子性以及分子量特征等方面進行。大的方面，按應(yīng)用領(lǐng)域分為水性與油性以及通用型分散劑。功能上又區(qū)別為潤濕劑和分散劑。實際上，這一區(qū)分帶有很大的隨意性；因為潤濕與分散根本就是一個統(tǒng)一連續(xù)的過程。1.0水性潤濕分散劑1．1潤濕劑都是一些低分子量（≤1500）的界面活性劑。主要作用是降低體系的界面張力；一般可在室溫下把水溶液的表面張力從72達因/厘米，降至40達因/厘米以下。從而利于分散劑對顏料的作用。微觀上，是促進顏料的可潤濕性，使分散劑易

3、于在顏料表面鋪展而結(jié)合，形成所謂的錨固關(guān)系。另一方面，潤濕劑這種降低體系表面張力的作用，還是涂料施工必不可少的性能。因為，高表面張力的涂料不易在基面上涂覆，易于出現(xiàn)流平不良等缺陷。應(yīng)用于涂料配方中的潤濕劑，有別于乳液合成用的表面活性劑。后者以離子型居多，而前者主要是非離子型的酚基或烷基聚氧乙烯類。潤濕劑的HLB值是衡量極性大小的重要參數(shù)。一般供應(yīng)商可以提供這類數(shù)據(jù)。HLB值高則水溶性好，反之，則活性大。需要恰當把握。且過高的HLB易于導(dǎo)致涂料對商品色漿的接受性變差。易于出現(xiàn)浮色、發(fā)花等涂料質(zhì)量和施工缺陷[1]。色漿與基礎(chǔ)涂料之間HLB差距過大，可能是水性涂料調(diào)色故障的主要原

4、因。另外，泡沫的產(chǎn)生對涂料制造也是個敏感的問題。理論上，有一些計算已知結(jié)構(gòu)表面活性劑HLB值的方法[2]。有必要指出的是，鈉鹽或鉀鹽型分散劑的HLB值可能超過30以上。而合適的HLB值應(yīng)該在20以下。遺憾的是，準確測定助劑HLB值還是相當困難的。簡單測定助劑HLB的方法列于表1。將少量助劑與水相混，觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象，大致評價出HLB的范圍[2]表1水分散法測定助劑的HLB值HLB范圍????分散性質(zhì)5——6????不穩(wěn)定，或分散不良7——8????經(jīng)強烈搖蕩后呈乳狀分散9——10????穩(wěn)定的乳狀分散體11——13????半透明或灰色分散體＞13????清澈透明溶液一個提外的

5、問題是，廣泛使用的烷基酚類聚氧乙烯醚（AEO）活性劑由于確切的生殖損傷毒性而被列入應(yīng)淘汰化學品。1．2水性分散劑市面上廣泛使用的水性分散劑經(jīng)歷了一個逐步升級換代的過程。目前，曾廣泛使用的卵磷脂類和無機磷酸鹽/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（促進微生物滋生）以及高電解質(zhì)濃度的副作用，正在被淘汰。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

6、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。主要用于無機顏料的分散?？杉眲〗档脱心チ系恼扯?。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，初期對顏料的潤濕差，需潤濕劑的密切配合。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)。但價格便宜，用于白漆制備，添加量低。不適合基礎(chǔ)漆的制備。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。對分散無機顏料非常適合。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)定機制外，尚依賴空間位阻使分散體得以穩(wěn)定

7、。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。商品形式多為100%或85%等高組成。具一端高密度活性基團結(jié)構(gòu)[3]的品種用于無機顏料的分散性能優(yōu)良。用于有機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[4]。此類助劑HLB與B類相似。但屬水溶性?？赡軙耐磕ぶ杏坞x，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