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分散剂在涂料中具有怎样的作用?

一、分散剂作用原理:
 
        1.分散剂以机械方式,在介质中分散颜料的最基本目的是把在颜料制造过程中的经过干燥而导致的亲油凝聚颗粒分散开来。当颗粒细度变小,其暴露的表面积增加而提升了颜料的光学性能,如:着色性能、光泽、亮度、遮盖力或透明度。
 
        2.在一般的分散剂研磨体系中,例如油墨、涂料,树脂是配方中的组分之一,可是,树脂与分散剂在颜料会互相竞争。分散剂在颜料表面吸附能力,也会受到树脂的影响,树脂与分散剂会互相竞争吸附于颜料表面的机会。但分散剂与树脂之间的区别在于分散剂吸附颜料表面的牢度,分散剂不仅对颜料有极强的吸附力,并且对溶剂有很好的亲和力。树脂在颜料表面,实际只起到润湿作用,它并不长久沾在颜料表面,时间久了,树脂将慢慢离开颜料表面而导致絮凝,虽然如此,但树脂的存在还是阻碍了分散剂在颜料表面的锚固。因此,在选择树脂时,应考率树脂带来的成膜功能,而并不需要选择另外很好的润湿或研磨树脂,除此之外,还要考虑研磨基料中的树脂含量足够与否维持配方的稳定性。
 
        3.分散剂在研磨基料中的使用,与传统的研磨基料相比,其配方的调整最为关键的是树脂溶液的浓度。传统研磨介质中树脂浓度较高,颜料可装填量较少。虽然降低树脂浓度可使分散介质本身的黏度降低,颜料填充量可以提高,但这样的分散体系并不稳定,不能用于实际生产。如果使用好的分散剂,分散体系在较低的树脂浓度下即可稳定,从而使研磨基料中的颜料填充量大大提高,分散剂的溶剂化链在介质中所产生的空间屏障,降低了粒子之间的吸力,大大降低了研磨黏度,这也是颜料填充量得以提高的原因之一。在分散剂作用下,颜料填充量的提高幅度随分散体系的不同而有别,但在调整过程中,应保持研磨基料具有适中的黏度。
 
        4.颜料稳定性理论颜料分散体的稳定性,基本上有2种机理:静电稳定性及位足稳定性,这2种机理都必须分子吸附颜料表面。
 
二、分散剂使用方法及用量:
 
        分散剂的用量要根据所分散的颜料而定,其最佳用量以分散剂在颜料表面形成致密的单分子吸附层为标准。用量太少,分散剂不能展现其优点,过多的用量也会影响研磨的稳定性。这主要由于因为过于拥挤的分散剂在颜料表面不能完全把分散剂的溶剂化链充分伸展开来,另外大量的游离分散剂会对涂膜产生负面影响。在实际操作过程中可先按理论规则计算分散剂的大致用量,然后以此为中点上下浮动,观察分散体系的黏度、涂膜光泽和着色力等性能指标随分散剂用量的变化关系,当分散剂用量适中时,分散体系的黏度具有明显的极小值同时涂膜的光泽和着色力有极大值。

三、分散剂使用效益分析:
 
        改变颜料的分散,也就说,更均匀的小颗粒狭窄的颗粒分布图(或缩短研磨时间)。一般,较小的颗粒更容易凝聚在一起而造成絮凝,然而,由于分散剂支开颜料颗粒,把颜料颗粒之间的内聚力降低。其分散效果比起一般的分散机能大大改善了颜料分散体的稳定性。颗粒之间的内聚力也是其中决定高颜料系统(研磨料或高固体份涂料)黏度的因素之一。分散剂把颜料颗粒分开保持颗粒之间一定的距离,降低内应力,同时也大大减弱了颜料造成的黏度问题,因此得到配合更好的流变性能或更高的颜料百分比。另外,在一般的研磨系统中,黏度的变化多属于shearthiningpseudoplastic(触变性)对颜料良好的润湿性
 
        1.增强着色强度、提高光泽、降低雾影、提高透明度或遮盖力
 
        *颜料颗粒细度平均值的降低,能帮助提高着色强度。高浓度的颜料装填量增加粒子之间的碰击次数,从而提高了颜料的分散效率。然而,提高颜料装填量将会增加黏度,而削弱了研磨功能以及一些助分散钢珠或瓦球的分散功能。使用分散剂能帮助高装填量分散,更快速的分散颗粒;同时也阻止分散系统的黏度在研磨过程中的提高,最后赋予分散体胶态稳定性,确保颗粒之间不会产生絮凝,同时发挥颜料固有的着色强度。
 
        *一般的高光泽涂料的颜料颗粒分散度不超过5微米。而高质量的高光泽涂料颜料颗粒分散粒度的要求为3微米。大部分油墨所含颜料颗粒细度不超过1微米。在涂料中所存在的大颗粒粒子,可能产生于不完善的分散和絮凝,又或是在配制最终配方时所产生的“粒子促聚絮凝”现象而造成的。
 
        *分散体的粒子分布直接影响涂料的光亮度,涂料中粉碎哪不全的粗粒子给干膜带来“灰暗”的表现。利用分散剂能够控制分散体的排布,以达到最佳的光亮度。
 
        *涂料中的颜料浮色,发花等现象于相对密度,粒子大小以及颜料粒子的分散体状态有密切关系。而颜料粒子的分散状态直接影响涂料中的颜料浮色,发花等现象。虽然分散剂不影响颜料的相对密度,但是它能改善分散状态,稳定分散体,从而降低絮凝的可能性,此防絮凝现象也改善了涂料在不同施工的重复性。
 
        2.能在配方中避免使用研磨树脂(润湿性较好的树脂)提供润湿颜料作用
        3.缩短研磨时间阻止颜料之间的相互吸引力
        4.增强抗絮凝性能
        5.降低研磨基料的黏度而提高颜料的填充量
        6.减少颜料对涂料黏度的影响,减少有机挥发物
        7.提高降低树脂含量,增强色浆的储存及运输稳定性

 
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