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●行業新聞

涂料分散劑的分類、原理及供應廠商概述

    分散劑又稱濕潤分散劑,它除具有濕潤劑同樣的濕潤作用外,其活性基團一端能吸附在粉碎成細小微料的顏料表面,另一端溶劑化進入漆基形成吸附層(吸附基越多,鏈節越長,吸附層越厚),產生電荷斥力(水性涂料)或熵斥力(溶劑型涂料),使顏料粒子長期分散懸浮于漆基中,避免再次絮凝,因而保證制成的色漆體系的貯存穩定。

    分散劑有很多種,初步估算,現存世界上有1000多種物質具有分散作用。現按其結構來區分,可分為:①陰離子型,②陽離子型,③非離子型,④兩性型,⑤電中性型,⑥高分子型(包括高中低分子量)超分散劑。

    ①陰離子型表面活性劑:大部分是由非極性帶負電荷的親油的碳氫鏈部分和極性的親水的基團構成。兩種基團分別處在分子的兩端,形成不對稱的親水親油分子結構。它的品種有;油酸鈉C17H33COOΘNa, 羧酸鹽、硫酸酯鹽(R-O-SO3Na),磺酸鹽(R- SO3Na),等等。陰離子分散劑相溶性好,被廣泛應用。

    ②陽離子型:是非極性基帶正電荷的化合物。品種有十八碳烯胺醋酸鹽C17H33CH2NH2ΘOOCCH3。烷基季銨鹽、氨基丙胺二油酸酯、季胺鹽、特殊改性的多氨基酰胺磷酸鹽等。陽離子表面活性劑吸附力強,對炭黑、各種氧化鐵、有機顏料類分散效果較好,但要注意其與基料中羧基起化學反應,還要注意不要與陰離子分散劑同時用,使用應慎重。

    ③非離子型:不能電離、不帶電荷。在顏料表面吸附比較弱,主要在水系涂料中使用。品種有脂肪酸環氧乙烷的加成物C17H33COO(CH2 CH2O)nH、聚乙二醇型多元醇和聚乙烯亞胺衍生物等。它們的作用是降低表面張力和提高潤濕性。如果添加一些有機硅氧烷就可以防止發花、浮色和改善流平的作用。

    ④兩性型:是由陰離子和陽離子所組成的化合物。典型應用的是磷酸酯鹽型的高分子聚合物。這類聚合物酸值較高,會影響層間附著力。應該注意。

    ⑤電中性型:是分子中陰離子和陽離子有機集團的大小基本相等,整個分子呈現中性但卻具有極性。品種有:油氨基油酸酯C18H35NH3ΘOOCC17H33。

    ⑥高分子型(包括高中低分子量)。而其中最為高檔和最為穩定要屬高分子型,例如:a.多已內配多元醇-多乙烯亞胺嵌段共聚物,b.多已內酯再與三乙烯四胺的反應物,c.用基團轉移聚合,先加甲基丙烯酸酯,再加甲基丙烯酸失水甘油酯制成的丙烯酸酯高分子。d.多羥基硬脂酸制得的低分子量聚酯,引入錨定基團制得的各種聚氨酯和聚丙烯酸酯。等等,由于它們的錨定基團一頭與樹脂纏繞吸附,另一頭又與顏料粒子包附。因此貯存穩定性是比較好的,當然也要注意不要用太強的溶劑,因為溶劑太強在高剪切力的情況下,會把這些高分子的超分散劑的錨定鏈溶解,進而引起顏料返粗絮凝。乳膠漆用的濕潤劑有陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑;此外還包括無機鹽(磷酸、硅酸鹽)和高分子聚合物兩類。

    分散劑的原理:大部分分散劑都是通過潤濕、研磨與分散、偶聯和包裹穩定的過程來達到分散顏填料的目的。而在水性涂料當中,由于成本控制原因,又不能使用較貴的分散劑。現在市場上用的大部分是屬于陰離子和非離子型的潤濕分散劑。它們的原理就是低的表面張力,很快的潤濕顏料粒子,再通過高的剪切力,如分散機、研磨機器等使顏料粒子形成一個半絮凝狀(或叫做可控絮凝)的分散體。

    如果此時涂料的粘度比較高的話,是不會出現顏料反粗和嚴重絮凝現象的,但如果粘度控制不好,時間一長,就會出問題;有的使用偶聯劑做分散劑,通過它們的親水基團和硫水基團把兩種不同的物質偶聯在一起。象架橋一樣,這樣做的好處是:綜合性能好,又能分散,又用量少,又能增加涂料的附著力,但不足點是它不是解絮凝基團,對要求高的展色性強的涂料就不太適合。通過研究和實踐,在水性涂料中建議用能解絮凝的分散劑。因為這樣做的好處是:對顏填料展色性好、鮮艷度高、光澤好。但是在純乳液體系中,亚游 建議選用增強電荷相斥的分散劑。如電中性胺鹽、聚羧酸鹽類的分散劑。現在市面上有出現一些多已內配多元醇的表面活性劑,它們的潤濕性,滲透力很強。建議使用一些高分子類型與解絮凝作用的分散劑搭配使用,這樣效果會更好;此外還建議在使用增稠劑的時候盡量使用一些不影響光澤、不會后增稠的增稠劑。

    隨水性涂料的增加的日趨明顯,低VOC和光固化涂料的增長也相對比較快。在水性涂料按1%添加分散劑來進行估算,每年我國水性分散劑的用量約為2萬噸左右,而且用量有上升的趨勢。從產量上來看,2005年全國分散劑的產量約為1.3萬噸,需求量約為1.91萬噸,有0.6萬噸的市場空缺;2006年產量增至1.5萬噸,市場需求量增至約2.5萬噸,仍有1萬噸的市場缺口有待填充,需求量增速超過了30.9%,預計至2007底,分散劑國內的需求量將達到4.2萬噸,到2008年應該會超過5萬噸的用量,市場前景非常樂觀,但由于國際品牌在國內市場的激烈爭奪,加之國產產品的良莠不齊及技術發展的力不從心,致始國產分散劑生產廠家在巨大市場潛力面前也面臨嚴峻考驗。如下表1所示的產品供應廠商便可看出國外企業產品的分量之重。

 
 
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