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涂料颜料分散剂的作用及分散过程原理
作者: 小晓    日期: 2021-07-15 09:27    点击量:     文字大小:      
涂料颜料分散剂的作用

分散剂
 
分散剂是涂料中不可缺少的重要组成部分,其用量过小则不能显示其优点,过多也会影响它研磨之后的稳定性,这主要是因为过度拥挤的分散剂不能进行充分拉伸,分散剂在颜料表面的溶剂化链上,大量游离的分散剂会对涂膜产生负面影响。在实际操作过程中,可根据理论规则计算出分散剂的适当用量,然后观察分散剂用量对分散体系粘度、涂膜光泽度和着色力的影响。当分散剂用量适中时,分散体系的粘度有一个明显的最小值,而涂膜的光泽和着色力有一个最大值。
 
一.为什么要使用分散剂
在涂料中,颜料大多是被制成悬浮液来使用的,颜料的粒径分布广泛,一般在0.05μm至1毫米之间。而当颜料粒径在0.05μm至0.50μm之间时,颜料具有较好的着色力、光泽、遮盖力和耐候性。颜料制造过程中形成的最小颗粒称为原始颗粒,它们以单晶或一组粒径非常小的晶体存在。而原始颗粒之间由表面到表面结合形成的团块称为团聚体,团聚体相对紧密,一般分散设备很难将其分散成原始颗粒。而原来的颗粒和聚集体通过范德华力结合,形成较大的颜料颗粒团块,称为团聚体。团聚颗粒之间以点、边、角接触,颗粒间作用力小,可分散成原颗粒通过机械力形成的碎石或集料。
 
我们希望颜料分散成原始粒子的悬浮液(理想情况下),或者至少是集合体和原始粒子的悬浮液。但体系的趋势是从高能态向低能态恢复,因此以细颗粒分布的颜料容易聚集成絮体。从结构上看,絮状物和团聚体非常相似,但絮状物中的颜色是树脂溶液而不是空气,此时如果我们添加分散剂就会阻止或减缓絮凝的发生。
 
二.颜料分散过程
颜料的分散过程由润湿、分散和稳定三部分组成。润湿过程中,颜料表面的空气和水蒸气被树脂溶液取代,固/气两相(颜料/空气)转化,或者为固/液两相(颜料/树脂溶液)转换。这时分散剂,尤其是低分子润湿分散剂,可加速润湿过程,在分散过程中,主要依靠机械能的作用,颜料团聚状态被打破成更小的颗粒,进入均匀分散的状态,第三步是稳定化过程,利用分散剂保持颜料分散状态稳定,防止絮凝现象的发生,根据吸附在颜料表面的粘结剂种类和分子结构,促使悬浮液获得稳定状态,分散剂尤其是高分子分散剂对颜料颗粒的稳定性有着重要的作用。
 
三.分散剂的作用
分散剂在涂料生产中起着非常重要的作用。分散体系的稳定性可以避免许多涂料问题和薄膜缺陷。若配方合理,加入适量分散剂,可有效降低成本,提高涂料性能。为了使颜填料在涂料体系中充分发挥作用,分散剂的应用和合理选择是必要的。在分散颜料之前,必须了解颜料和分散剂的结构,很多涂料技术人员或管理人员会认为添加分散剂会增加成本,其实不然。稳定的颜填料体系可以避免后续的许多问题,从综合结果来看,分散剂的合理筛选和添加适量,可以节约成本,大大提高涂料的各项性能。
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