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分散剂的稳定机理和筛选对颜料的影响

返回列表 发布日期: 2018-12-04

    2、分散剂的稳定机理
 
    颜料发生絮凝,将会使涂料的性能明显下降,如增稠、流动性差、返粗、絮凝、光学和颜色性能发生改变等。这些是我们所不希望的,所以要保持颜料悬浮液的稳定。高泰分散剂在颜料分散的稳定方面有2种重要机理。
 
    2.1静电稳定性
 
    颜料微粒表面带有电荷,当加入分散剂后,可能会形成双层静电结构。当颜料表面形成一种电荷后,相反电荷的带电离子云将围绕在其周围。当2个微粒靠近时,电荷作用阻止其相互吸引。在这样厚厚的电荷层的作用下,颜料微粒获得了稳定的状态。多磷酸盐及多元羧酸常作为高分子电解质使用。这种静电斥力在水性涂料中非常有效。
 
    2.2位阻稳定
 
    分散剂通常由锚固基团和溶剂化链段组成,高分子型分散剂通过锚固基团吸附在颜料表面,溶剂化链段则伸展在树脂和溶剂中,从而形成一定厚度的溶剂化高分子链段的阻隔层,当颗粒吸附层互相靠近而压缩时,压缩区吸附物密度增加,自由度减少,这是个熵减过程,体系的趋势是阻止这种进程进一步发生。随着链段的混合,溶剂被排出粒子间,这也会导致溶剂浓度不均衡,渗透压同样会迫使溶剂返回微粒间以维持微粒的分离状态。这些过程综合作用,就起到了位阻的效应。位阻稳定作用的2个基本要求是锚定基团对颜料有足够强的吸附力,以及溶解化链段完全溶解在介质中。当高分子链段很好地溶解和适当地展开时,位阻稳定作用得到加强。若相容性不好,则高分子链段会折叠,使位阻效应丧失。
 
 
    3、分散剂初步筛选
 
    在选择分散剂时,必须要根据体系极性选择合适极性范围的分散剂,并根据使用颜料的种类和要求选择锚定基团的种类和数量。也要根据配方设计方案来决定如何选择分散剂,如厚浆型或非厚浆型;混色研磨还是单色研磨;通用色浆还是专用色浆等,可能要采用不同类型的分散剂。
 
    使用高分子型分散剂时,还需要注意分散剂必须与树脂基料相容,如果相容性不佳,分散剂链段缠绕,其锚定基团难以吸附到颜料表面,并且空间位阻作用丧失,对颜料的分散稳定效果变差。测试分散剂与树脂之间的相容性时,可取透明容器,将8份树脂混入2份助剂,用手工搅拌混合均匀(也可加入适量溶剂),观测其混合液是否清澈透明,是否凝胶;把混合液滴在聚酯塑料膜片上摊平,自干或烘干观察漆膜的透明性。笔者在筛选分散剂时,相容性不好而分散效果很好的实例,在高分子型分散剂中几乎没有碰到。
 
    在初步筛选分散剂时,还要注意分散剂与树脂之间有无反应性,这通常为大家所忽略。有些分散剂如高分子酰胺型分散剂会与某些树脂如环氧树脂产生反应,从而影响色浆的贮存稳定性。分散剂A及B均与环氧树脂E44产生反应,颜色由淡黄变为深蓝色。分散剂C与D甚至与环氧树脂E44产生了固化而丧失了流动性。
 
    有几个简单的方法,可以初步判断分散剂在该体系中的表现,如采用重力沉降法初筛分散剂,可将颜料、分散剂、树脂稀溶液简单高搅后观察沉降速度,悬浮情况等;沉降越慢的分散剂可能越适用。降黏能力测试法则是测量不同分散剂对同样颜料树脂浆高速搅拌后的黏度降低情况,每添加一次测一次黏度,黏度越低的分散剂可能越适用(受控絮凝类分散剂除外)。采用丹尼尔流动法初步筛选分散剂,湿流点差越小的分散剂越适用。
 
 

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