此处显示 class "clear" 的内容
新闻动态

  • 闲谈水性涂料中分散剂的应用及原理

    发布:admin 浏览:
     

      闲谈水性涂料中分散剂的应用及原理

       涂料组成部分中助剂是占涂料中比重最小的一块,但它也是很重要的一块。本文主要介绍水性涂料分散剂种类、原理及应用趋势。

      涂料组成部分主要有成膜物质、溶剂(水)、颜填料、助剂。其中助剂是占涂料中比重最小的一块,但它也是很重要的一块。

      一、水性分散剂的用量与趋势

      2017年中国涂料生产量达到2041万吨,首次突破2000万吨大关。据数据统计,2016年中国水性涂料生产量约为190万吨,占涂料总产量的10%;2017年,中国水性涂料生产量约为232万吨,同比增速达到22.1%。水性涂料增加最为明显,低VOC和光固化涂料的增长也相对比较快。与此同时,我国水性分散剂的用量也日益上升。

      二、水性分散剂的价格研究

      “物竞天泽,适者生存”。任何一个行业,只要引入竞争,最终受益者肯定是消费者。要么提高服务品质,要么降低产品价格。水性涂料也是如此,根据市场报告,水性涂料分散剂的价格一直相对稳定,偶时有下滑的现象,尤其是进口的助剂,除非有特殊性能,别人取代不了的产品。鉴于原料价格上涨,市场利润压缩,竞争对手恶意打压价格,使得涂料厂家不断的想办法控制成本。因而我们认为:水性涂料分散剂的价格波动不会很多,但将来趋向跌价竞争的可能性还是很多的。

      三、水性分散剂的种类

      分散剂有很多种,初步计算,现存世界上有1000多种物质具有分散作用。现按其结构来划分,可分为:阴离子型,阳离子型,非离子型,两性型,电中性型,高分子型(包括高中低分子量)超分散剂。

      1、阴离子型表面活性剂:大多数是由非极性带负电荷的亲油的碳氢链部分和极性的亲水的基团构成。两种基团分别处在分子的两端,形成不对称的亲水亲油分子结构。它的种类有;油酸钠,羧酸盐、硫酸酯盐(R-O-SO3Na),磺酸盐(R- SO3Na)等。阴离子分散剂相溶性好,被广泛运用。

      2、阳离子型:是非极性基带正电荷的化合物。种类有十八碳烯胺醋酸盐。烷基季铵盐、氨基丙胺二油酸酯、季胺盐、特殊改性的多氨基酰胺磷酸盐等。阳离子表面活性剂吸附力强,对炭黑、各种氧化铁、有机颜料类分散效果较好,但要注意其与基料中羧基起化学反应,还要注意不要与阴离子分散剂同时用,使用应谨慎。

      3、非离子型:不能电离、不带电荷。在颜料表面吸附较为弱,主要在水系涂料中使用。品种有脂肪酸环氧乙烷的加成物C17H33COO(CH2 CH2O)nH、聚乙二醇型多元醇和聚乙烯亚胺衍生物等。主要的作用是降低表面张力和提升润湿性。若是添加一些有机硅氧烷就可以预防发花、浮色和改善流平的作用。

      4、两性型:是由阴离子和阳离子所组成的化合物。典型应用的是磷酸酯盐型的高分子聚合物。这类聚合物酸值较高,会影响层间附着力。应该注意。

      5、电中性型:是分子中阴离子和阳离子有机集团的大小基本相等,整个分子呈现中性但却具有极性。品种有:油氨基油酸酯、高分子型(包括高中低分子量)。而其中最为高端和最为稳定要属高分子型,例如:a.多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物,b.多已内酯再与三乙烯四胺的反应物,c.用基团转移聚合,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.多羟基硬脂酸制得的低分子量聚酯,引入锚定基团制得的各种聚氨酯和聚丙烯酸酯。由于主要的锚定基团一头与树脂缠绕吸附,另一头又与颜料粒子包附。因此贮存稳定性是较为好的,当然也要注意不要用太强的溶剂,因为溶剂太强在高剪切力的情况下,会把这些高分子的超分散剂的锚定链溶解,进而引起颜料返粗絮凝。

      四、分散剂的原理

      大部分分散剂都是通过润湿、研磨与分散、偶联和包裹稳定的过程来达到分散颜填料的目的。而在水性涂料当中,由于成本控制原因,又不能使用较贵的分散剂。

      现在市场上用的大部分是属于阴离子和非离子型的润湿分散剂。主要的原理就是低的表面张力,很快的润湿颜料粒子,再通过高的剪切力,如分散机、研磨机器等使颜料粒子形成一个半絮凝状(或叫做可控絮凝)的分散体。若是此时涂料的粘度较为高的话,是不会出现颜料反粗和严重絮凝现象的,但若是粘度控制不好,时间一长,就会出问题;有的使用偶联剂做分散剂,通过主要的亲水基团和硫水基团把两种不同的物质偶联在一起。象架桥一样,这样做的作用是:综合性能好,又能分散,又用量少,又能增加涂料的附着力,但不足点是它不是解絮凝基团,对要求高的展色性强的涂料就不太适合。

      通过科研和实践,在水性涂料中推荐用能解絮凝的分散剂。因为这样做的作用是:对颜填料展色性好、鲜艳度高、光泽好。但是在纯乳液体系中,我们推荐选用增强电荷相斥的分散剂。如电中性胺盐、聚羧酸盐类的分散剂。

      建议大家用一些高分子类型与解絮凝作用的分散剂搭配使用,这样效果会更好。还建议大家在使用增稠剂的时候尽量使用一些不影响光泽、不会后增稠的增稠剂。