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乳膠漆的基本概念和成份-分散劑和增稠劑

文章出處：原創網責任編輯：小莉作者：小莉人氣：-發表時間：2015-03-28 11:14:00

顏料的分散過程
顏料的分散包括三個過程：

*潤濕顆粒表面：氣固界面被液固取代的過程。由于水的表面張力較高，一般都需要加入潤濕劑。
*打破顏料絮凝：顏填料粒子在貯存的過程中，會因為范德華力相互聚集成為聚集體。需要剪切力將這種聚集體分開。
*穩定已分散粒子：顏填料分散之后，仍有相互聚集的趨勢，及絮凝傾向，因此需要將已分散的粒子穩定起來，也就是保護起來。否則，絮凝會導致遮蓋力等性能的下降。分散劑主要起到穩定的作用。

什么是分散劑？

*分散劑是在顏料的分散過程中幫助潤濕，降低漿料粘度使分散容易，并且使分散后的顆粒穩定地懸浮在液體中的助劑。
*分散劑發生作用的前提是在顏填料表面的吸附。

乳膠漆所用分散劑的分類
分散劑增稠劑

小分子分散劑

*胺類
·AMP (2-氨基-2-甲基-1-丙醇 )
·DMAE (二甲基-1-氨基-1-乙醇)
*磷酸鹽類
·KTPP (三聚磷酸鉀)
·TSPP (三聚磷酸鈉)
*羧酸類
·檸檬酸

*優點
·成本低
·良好的初始分散效果
*缺點長期分散穩定性差

高分子分散劑
分散劑增稠劑

分散劑的作用機理 – 電荷穩定

*分散劑吸附在顏料粒子上使其表面帶電，并在粒子周圍形成雙電層，利用同種電荷的排斥力，使粒子保持穩定。
*無機分散劑，如多聚磷酸鹽、羥基胺等，可以達到這一目的。但其只有一個吸附點，容易脫附。
*高分子分散劑吸附在顏填料表面，也會使表面電荷密度增大，使粒子穩定。分散劑增稠劑

分散劑的作用機理 – 空間穩定

*分散劑吸附在顆粒表面，當吸附層達到一定厚度時（>8~9nm），其排斥力足以保護粒子不致聚集。
*高分子分散劑吸附于顏料表面，可以形成厚達50nm的吸附層，而且聚合物有多個吸附點，可以此下彼上，不會脫離顏料，從而可以很好的起保護作用。
分散劑增稠劑

如何確定分散劑的用量
分散劑增稠劑

*一般推薦分散劑用量為最佳用量的1.5到2倍

增稠劑的分類
分散劑增稠劑

乳膠漆常用增稠劑的分子結構

*纖維素醚類增稠劑

*非離子聚氨酯增稠劑 (聚氨酯) (Hydrophobically modified Ethylene oxide URethane)
*p疏水改性堿溶性乳液 (HASE) (Hydrophobically modified Alkali Soluble Emulsion)

纖維素醚類增稠劑
分散劑增稠劑

纖維素衍生物, 通過取代纖維素主鏈上的烷基不同得到不同產品

非離子型聚氨酯增稠劑(聚氨酯)分子結構
(Hydrophobically modified Ethylene oxide URethane)

疏水改性堿溶性乳液(HASE)的分子結構
(Hydrophobically modified Alkali Soluble Emulsion)
分散劑增稠劑

常用增稠劑的增稠機理 -羥乙基纖維素HEC
分散劑增稠劑

*巨大的水合體積 (分子量: 10萬 – 100萬)
*粘度取決于分子量和極性基團的水合能力
常用增稠劑的增稠機理 -聚氨酯締合型增稠劑
-具有與表面活性劑類似的分子結構
非離子表面活性劑 (分子量: 幾百 – 幾千)

聚氨酯締合型增稠劑(分子量: 5萬 – 10萬)
分散劑增稠劑

常用增稠劑的增稠機理 -聚氨酯締合型增稠劑
-表面活性劑與乳液的締合
分散劑增稠劑

-增稠劑與乳液粒子的締合
分散劑增稠劑

常用增稠劑的增稠機理 - HASE類締合型增稠劑
分散劑增稠劑

-增稠水相及乳液相

常用增稠劑的增稠效果 -纖維素醚類增稠劑

-易造成體積限制絮凝
分散劑增稠劑

<a href='http://www.r5143.com/product/product-0001,0011,0020.shtml' class='keys' title='點擊查看關于分散劑的相關信息' target='_blank'>分散劑</a> 增稠劑

常用增稠劑的增稠效果-締合型增稠劑
-不會造成體積限制絮凝
分散劑增稠劑

常用增稠劑的性能特點-纖維素醚類增稠劑

*優勢
·增稠效率高
·配方相對簡單
·粘度穩定性好,對 pH 及涂料中其它組份敏感性小
*局限性
·易受微生物侵蝕
·施工時抗飛濺性差
·流平及光澤展現差
·生產操作不便(干粉、水溶液、溶液漿）

滾涂飛濺示意圖
分散劑增稠劑

常用增稠劑的性能特點-聚氨酯類締合型增稠劑

*優勢
.生物穩定性好-抗生物降解
.優異的抗飛濺性
.近似醇酸漆的流動效果/施工性能
.較好的耐水性及涂膜耐久性好
.涂膜豐滿度高，涂膜均勻，可獲得高光
.無絮凝 – 極好光澤展現性能和流平性
.易于調控高低剪切速率下的流變性能
*局限性
.增稠效率受乳液、PVC、體積固含量等多種因素的影響
.對表面活性劑/醇類溶劑/分散劑等敏感--著色時粘度降低明顯

常用增稠劑的性能特點- HASE類締合型增稠劑

*優勢
.生物穩定性好-抗生物降解
.優良的抗飛濺性
.與纖維素醚類增稠劑及ASE比較，漆膜豐滿度和流平性改善
.液體形式供貨，生產操作簡單
.低成本
*局限性
.使用時需調節pH
.耐水/耐堿性相對較差
.與分散劑配合使用不當時可能造成顏料絮凝或光澤下降
.增稠效率受乳液、PVC、體積固含量等多種因素的影響
.對表面活性劑/醇類溶劑/分散劑等較敏感

影響增稠劑增稠效率的因素

*乳液粒徑大小
*乳液的種類
*與表面活性劑的相互作用
*與有機溶劑的相互作用
*顏料體積濃度(PVC)的影響
*體積固體含量(VS)的影響

乳液粒徑大小的影響
分散劑增稠劑