涂料顏料分散劑的作用及分散過程原理
涂料顏料分散劑的作用
分散劑是涂料中不可缺少的重要組成部分，其用量過小則不能顯示其優(yōu)點，過多也會影響它研磨之后的穩(wěn)定性，這主要是因為過度擁擠的分散劑不能進(jìn)行充分拉伸，分散劑在顏料表面的溶劑化鏈上，大量游離的分散劑會對涂膜產(chǎn)生負(fù)面影響。在實際操作過程中，可根據(jù)理論規(guī)則計算出分散劑的適當(dāng)用量，然后觀察分散劑用量對分散體系粘度、涂膜光澤度和著色力的影響。當(dāng)分散劑用量適中時，分散體系的粘度有一個明顯的最小值，而涂膜的光澤和著色力有一個最大值。
一.為什么要使用分散劑
在涂料中，顏料大多是被制成懸浮液來使用的，顏料的粒徑分布廣泛，一般在0.05μm至1毫米之間。而當(dāng)顏料粒徑在0.05μm至0.50μm之間時，顏料具有較好的著色力、光澤、遮蓋力和耐候性。顏料制造過程中形成的最小顆粒稱為原始顆粒，它們以單晶或一組粒徑非常小的晶體存在。而原始顆粒之間由表面到表面結(jié)合形成的團(tuán)塊稱為團(tuán)聚體，團(tuán)聚體相對緊密，一般分散設(shè)備很難將其分散成原始顆粒。而原來的顆粒和聚集體通過范德華力結(jié)合，形成較大的顏料顆粒團(tuán)塊，稱為團(tuán)聚體。團(tuán)聚顆粒之間以點、邊、角接觸，顆粒間作用力小，可分散成原顆粒通過機(jī)械力形成的碎石或集料。
我們希望顏料分散成原始粒子的懸浮液（理想情況下），或者至少是集合體和原始粒子的懸浮液。但體系的趨勢是從高能態(tài)向低能態(tài)恢復(fù)，因此以細(xì)顆粒分布的顏料容易聚集成絮體。從結(jié)構(gòu)上看，絮狀物和團(tuán)聚體非常相似，但絮狀物中的顏色是樹脂溶液而不是空氣，此時如果我們添加分散劑就會阻止或減緩絮凝的發(fā)生。
二.顏料分散過程
顏料的分散過程由潤濕、分散和穩(wěn)定三部分組成。潤濕過程中，顏料表面的空氣和水蒸氣被樹脂溶液取代，固/氣兩相（顏料/空氣）轉(zhuǎn)化，或者為固/液兩相（顏料/樹脂溶液）轉(zhuǎn)換。這時分散劑，尤其是低分子潤濕分散劑，可加速潤濕過程，在分散過程中，主要依靠機(jī)械能的作用，顏料團(tuán)聚狀態(tài)被打破成更小的顆粒，進(jìn)入均勻分散的狀態(tài)，第三步是穩(wěn)定化過程，利用分散劑保持顏料分散狀態(tài)穩(wěn)定，防止絮凝現(xiàn)象的發(fā)生，根據(jù)吸附在顏料表面的粘結(jié)劑種類和分子結(jié)構(gòu)，促使懸浮液獲得穩(wěn)定狀態(tài)，分散劑尤其是高分子分散劑對顏料顆粒的穩(wěn)定性有著重要的作用。
三.分散劑的作用
分散劑在涂料生產(chǎn)中起著非常重要的作用。分散體系的穩(wěn)定性可以避免許多涂料問題和薄膜缺陷。若配方合理，加入適量分散劑，可有效降低成本，提高涂料性能。為了使顏填料在涂料體系中充分發(fā)揮作用，分散劑的應(yīng)用和合理選擇是必要的。在分散顏料之前，必須了解顏料和分散劑的結(jié)構(gòu)，很多涂料技術(shù)人員或管理人員會認(rèn)為添加分散劑會增加成本，其實不然。穩(wěn)定的顏填料體系可以避免后續(xù)的許多問題，從綜合結(jié)果來看，分散劑的合理篩選和添加適量，可以節(jié)約成本，大大提高涂料的各項性能。
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