分散助剂

分散助剂

能提高所制成分散液体的稳定性。有效的颜料分散剂可使颜料发生润湿、分散和稳定。

通常水性涂料可使用苯乙烯――三聚氰胺类或聚丙烯酸类分散剂，溶剂型或者无溶剂涂料通常使用低分子量的改性醇酸树脂和聚酯树脂，也可使用脂肪酸衍生物或者卵磷脂类产品。

在溶剂型涂料中，添加颜填料会在涂膜表面产生程度不一的粗糙度，从而在一定程度上影响漆膜的光泽及流平性。因而选择加入适合的润湿分散助剂可使得颜填料分散颗粒比较细小均匀，从而颜料的着色力和遮盖力得以保证，进而漆膜的光泽及流平性也得到改善。

溶剂普遍不像水那样具有高介电常数，使得静电斥力机制不能发挥作用。溶剂型涂料所使用的分散助剂，主要依赖于提供体系的锚固作用和空间位阻等发挥作用。为了稳定颜填料的分散，特别是有机颜料和碳黑，必须使空间位阻或体系提供的锚固作用成为主要的作用方式。

选择颜料润湿分散助剂前必须了解颜料表面的特性，如粒径、粒径分布、形状、表面化学结构、表面能和酸碱性等。表面含羧基羰基采用含碱性锚式基团的分散剂有利于分散带酸性基团的颜料，如多数表面含羧基和羧基的色素碳黑;而钛白颜料表面经具两性的氧化硅或氧化硅等包膜，含酸性或碱性锚式基团的分散剂均有效;颜料表面极性会因其表面含有羰基、羟基等极性基团而增加，这有利于润湿分散剂吸附。

实际上很少企业直接在溶剂型涂料中加入颜料，将它们制成色浆或干脆外购色浆是通常采用的方法，这样可以避免因过砂磨机而损害树树脂的分子结构。而溶剂型涂料中多用滑石粉做底漆和腻子。

在外购的色浆中，为增加其颜料固含量以及分散稳定性，通常加入一些助分散树脂，这类树脂多为酮/醛类，一定与各种涂料树脂具有优异的兼容性。如著名的LaropalA81就是1 mol尿素和3 mol异丁醛缩聚形成的醛进一步缩合的产物;另一类助分散树脂是基于甲基环己酮的树脂，它们在脂肪族烃类溶剂中有较好的溶解性，但通常颜料的润湿性较差;而基于苯乙酮的助分散树脂改善了颜料的润湿性，但随之溶解性和兼容客性变差。如果量足够大，你也可以选挥自己研磨制备色浆，其好处是，你可以制备你想要的任何颜色的色浆。在自己研磨制备色浆时，你可以直接选择与涂料配方一致的树脂和溶剂体系，辅之以少量助分散树脂，从而最大程度地提高色浆与涂料体系的兼容性。当你外购色浆时，千万要注意色浆中溶剂与涂料体系的溶剂要容易混容。通用型色浆基本上不靠谱。兼容性和颜色不好把握是多数大中型涂料厂仍选择自己研磨制备色浆的原困。

即使你直接用颜料色浆也存着颜料在涂料体系中进一步分散稳定的过程。涂料中所使用溶剂的种类也左右着润湿分散剂种类和量的选择。如果体系中溶剂不能使颜料分散体的空间位阻稳定层溶剂化涂料将发生颜料絮凝;如果溶剂对颜料分散体的锚式基团有太强的溶解作用，将会使吸附在颜料表面的分散剂被解吸附，从而有可能导致颜料粒子不可逆的聚集-返粗。

用溶剂稀释较高浓度色浆时，常常由于溶剂加入过快导致局部溶剂浓度过高，从而使颜料发生絮凝以至返粗，特别是当颜料分散体不很稳定时更易发生。当所选润湿分散剂可被涂料中溶剂完全溶解时，润湿分散剂会被阻碍与颜填料界面接触。所以润湿分散剂要不被涂料中溶剂完全溶解，但能与溶剂兼容又能与溶剂挥发后的树脂相容，而又不影响涂料各项性能指标才是最重要的。也即涂料体系中的溶剂不能太好而把分散剂从颜料上剥离，也不能太差而使分散剂的“尾巴”分解。

溶剂型涂料中使用的树脂常含有羧基，羟基和亚氨基等，它们能部分吸附在颜料表面。在碱性颜料表面，如钛白粉，使用带一定数量羧基的丙烯酸共聚物;在酸性颜料表面，如碳黑，使用带碱性官能团的丙烯酸共聚物，均能明显提高颜料的分散稳定性。但树脂中官能团品种和数量有限，它们在某种程度上可减少润湿分散剂用量。如醇酸树脂含有大量的长链饱和脂肪烃或者不饱和脂肪烃基团，相比一般的聚酯树脂具有更低的表面张力，从而对颜料有更好的润湿能力。另外，醇酸树脂合成的反应，最终产物含有大量的低分子量组分，这类低分子量组分具有更好的润湿颜料的能力。因而醇酸树脂体系涂料中很少用润湿剂。在醇酸树脂中分散炭黑及Ti02时，加添l%的氨基醇类分散剂，分散效率可提高3倍。

溶剂型涂料多采用高分子量润湿分散剂又称超分散助剂，因为它们具有与颜料表面亲和的锚定基和构成空间位阻的伸展链。由于锚定基必须能够牢固地吸附在颜料表面上，伸展链又必须能与树脂溶液相容。很显然均聚物满足不了这两个常常是相互矛盾的要求，所以必须是某种形式的官能化聚合物或共聚物。它们多数是嵌段共聚的聚氨酯和长链线型的聚丙烯酸酯化合物。了解高分子量分散剂的结构对选择使用是至关重要的。如对于像酞菁蓝、二嗯嗪紫类有机颜料可采用它们自身的衍生物为锚定基;对于具有氢键给予体和接受体的颜料表面可采用多胺和多醇为锚定基。

使用超分散剂时我们要把握以下三点：

◆选择能通过偶极-偶极作用、离子键作用等形成单点锚固的超分散剂可成功润湿分散稳定表面极性较强的大部分无机颜料及部分有机颜料。

◆选用多个锚固基团的超分散剂，通过多点弱锚固以增强总的吸附牢度对低极性表面的大部分有机颜料和部分无机颜料有效。

◆对于非极性颜料，应选择协同增效剂与超分散剂配合使用，利用协同增效剂(颜料衍生物)与有机颜料结构相似的特点，使之更易吸附在颜料粒子表面上，同时为超分散剂提供一些极性锚固位。对于某些完全非极性或极性很低的有机颜料及部分炭黑，因不具备可供超分散剂锚固的活性基团，故不管使用何种超分散剂，分散效果均不明显，此时需要使用带有极性基团的颜料衍生物作为表面增效剂。

实际上，它们的分子结构及物理化学性质与待分散颜料非常相似，因此它能通过分子间范德华力紧紧地吸附于有机颜料表面，同时通过其分子结构的极性基团为超分散剂锚固基团的吸附提供活性位。通过这种协同作用，超分散剂就能对有机颜料产生非常有效的润湿和稳定作用。

常用的表面增效剂有酞菁蓝衍生物，适用于酞菁颜料(有机蓝、有机绿)及炭黑;以及联苯胺黄衍生物，适用二芳基类颜料(有机黄、有机红)及C.I颜料绿36等。

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