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涂料、油墨中为什么添加分散剂?

作者:admin 发布日期: 2019-05-14 二维码分享

       涂料、油墨中为什么添加分散剂?

分散剂的作用是阻止粒子在介质中团聚,不是阻止粒子沉降。

在液相中,粒子是否沉降与粒子粒径有很大关系。粒径小于1微米的粒子,布朗运动显著,单位时间内10纳米的粒子布朗运动的距离是十微米级,比重力引起的下降距离大得多;粒径大于5微米的粒子,布朗运动不显著可忽略。也就是说,在水或溶剂中,粒子是否沉降的决定因素是粒子的粒径,粒径小于1微米的粒子不沉降;粒径大于5微米的粒子必然沉降,形成沉淀。


    颜料聚集体的尺寸通常在200纳米左右,高色素碳黑的原生粒径12纳米、酞菁蓝粒径大约200纳米。在液相中,高色素碳黑、酞菁蓝理论上是能形成稳定悬浮液的,足够强的剪切力将附聚体打开成聚集体,分散剂吸附在聚集体表面,如果分散剂和粒子结合力足够大、稳定作用足够强,则粒子不形成尺寸大的微米级团聚体、絮凝体,粒子也就不沉降;液相中碳黑、酞菁蓝粒子沉淀,是因为团聚体的尺寸大。填料的粒径通常大于5微米,在分散、储存时必然沉降,分散时,吸附在填料粒子表面的分散剂阻止粒子团聚形成大的絮凝体,从而减缓沉降速度;配方中加入的增稠剂、触变剂提高了体系的粘度,也能减缓沉降速度。


在色漆生产中,.重要的步骤之一是颜料粒子在液相分散介质中的均匀稳定分布。颜料粒子聚集体以完全解絮凝状态分散在液相基料中,是颜料充分展示性能(遮盖力、着色力、透明度)的必要条件。假使颜料研磨分散不是.佳,那么就会发生许多缺陷,比如颜料粒子絮凝、沉淀、漆膜光泽降低、颜色色相偏移液相分散介质包括水、有机溶剂、水/醇醚、树脂溶液。

在色漆储存时,分散在液相介质中颜料粒子不能絮凝、沉淀;涂装施工(刷涂、喷涂)时,颜料粒子不能因为高剪切失去稳定性。

涂装施工后,湿膜中水、溶剂挥发形成干膜,只有颜料粒子以单个聚集体状态均匀分布在干膜聚合物基体中,颜料性能才能充分展现。即使颜料粒子在液相基料中是解絮凝的聚集体状态,也不能确保在干膜聚合物中粒子不发生团聚。颜料粒子在液相中分散的好不等于在干膜聚合物中分散的好,因为粒子的分散介质发生了变化。溶剂型涂料油墨中,颜料研磨时色浆配方中通常含有成膜树脂,研磨后吸附了分散剂的粒子分散在溶剂中、树脂溶解在溶剂中,颜料粒子、分散剂、树脂聚合物、溶剂相互作用形成稳定平衡体系;调漆时,如果树脂中的组份不引起分散剂状态的变化,那么制备的漆是稳定的;成膜时,分散剂的稳定能力对粒子是否团聚的影响更显著,稳定段和树脂相容好、稳定段尺寸大,粒子越不团聚。水性涂料油墨中组份间的相互作用更复杂,水中,分散剂、表面活性剂、增稠剂、醇醚溶剂在颜料粒子表面竞争吸附,如果分散剂和粒子结合力不够大,醇醚溶剂分子、增稠剂会替代分散剂,致使粒子不稳定;喷涂时,如果分散剂和粒子结合力不够大,分散剂会从粒子表面脱落,粒子间发生絮凝;成膜时,水分挥发,不论是离子型分散剂还是非离子型分散剂,分散剂对粒子稳定作用都减弱,粒子团聚趋势大。

       微米级的粒子,比表面积小,在液相及膜形成过程中,通常不团聚。



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