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涂料、油墨中為什么添加分散劑?

作者:admin 發布日期: 2019-05-14 二維碼分享

       涂料、油墨中為什么添加分散劑?

分散劑的作用是阻止粒子在介質中團聚,不是阻止粒子沉降。

在液相中,粒子是否沉降與粒子粒徑有很大關系。粒徑小于1微米的粒子,布朗運動顯著,單位時間內10納米的粒子布朗運動的距離是十微米級,比重力引起的下降距離大得多;粒徑大于5微米的粒子,布朗運動不顯著可忽略。也就是說,在水或溶劑中,粒子是否沉降的決定因素是粒子的粒徑,粒徑小于1微米的粒子不沉降;粒徑大于5微米的粒子必然沉降,形成沉淀。


    顏料聚集體的尺寸通常在200納米左右,高色素碳黑的原生粒徑12納米、酞菁藍粒徑大約200納米。在液相中,高色素碳黑、酞菁藍理論上是能形成穩定懸浮液的,足夠強的剪切力將附聚體打開成聚集體,分散劑吸附在聚集體表面,如果分散劑和粒子結合力足夠大、穩定作用足夠強,則粒子不形成尺寸大的微米級團聚體、絮凝體,粒子也就不沉降;液相中碳黑、酞菁藍粒子沉淀,是因為團聚體的尺寸大。填料的粒徑通常大于5微米,在分散、儲存時必然沉降,分散時,吸附在填料粒子表面的分散劑阻止粒子團聚形成大的絮凝體,從而減緩沉降速度;配方中加入的增稠劑、觸變劑提高了體系的粘度,也能減緩沉降速度。


在色漆生產中,.重要的步驟之一是顏料粒子在液相分散介質中的均勻穩定分布。顏料粒子聚集體以完全解絮凝狀態分散在液相基料中,是顏料充分展示性能(遮蓋力、著色力、透明度)的必要條件。假使顏料研磨分散不是.佳,那么就會發生許多缺陷,比如顏料粒子絮凝、沉淀、漆膜光澤降低、顏色色相偏移液相分散介質包括水、有機溶劑、水/醇醚、樹脂溶液。

在色漆儲存時,分散在液相介質中顏料粒子不能絮凝、沉淀;涂裝施工(刷涂、噴涂)時,顏料粒子不能因為高剪切失去穩定性。

涂裝施工后,濕膜中水、溶劑揮發形成干膜,只有顏料粒子以單個聚集體狀態均勻分布在干膜聚合物基體中,顏料性能才能充分展現。即使顏料粒子在液相基料中是解絮凝的聚集體狀態,也不能確保在干膜聚合物中粒子不發生團聚。顏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,因為粒子的分散介質發生了變化。溶劑型涂料油墨中,顏料研磨時色漿配方中通常含有成膜樹脂,研磨后吸附了分散劑的粒子分散在溶劑中、樹脂溶解在溶劑中,顏料粒子、分散劑、樹脂聚合物、溶劑相互作用形成穩定平衡體系;調漆時,如果樹脂中的組份不引起分散劑狀態的變化,那么制備的漆是穩定的;成膜時,分散劑的穩定能力對粒子是否團聚的影響更顯著,穩定段和樹脂相容好、穩定段尺寸大,粒子越不團聚。水性涂料油墨中組份間的相互作用更復雜,水中,分散劑、表面活性劑、增稠劑、醇醚溶劑在顏料粒子表面競爭吸附,如果分散劑和粒子結合力不夠大,醇醚溶劑分子、增稠劑會替代分散劑,致使粒子不穩定;噴涂時,如果分散劑和粒子結合力不夠大,分散劑會從粒子表面脫落,粒子間發生絮凝;成膜時,水分揮發,不論是離子型分散劑還是非離子型分散劑,分散劑對粒子穩定作用都減弱,粒子團聚趨勢大。

       微米級的粒子,比表面積小,在液相及膜形成過程中,通常不團聚。



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