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涂料工业中使用到的分散剂
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涂料是一种用途广泛的化工材料,虽然涂料产品的质量主要取决于树脂和色漆的制造工艺,但涂料助剂的添加,使涂料的功能和质量有了很大的改善和提高。分散剂是涂料工业中不可缺少的助剂之一。在制漆过程中。颜料的分散程度是非常重要的,颜料在涂料中分散得好,就能得到颜料分散程度均匀一致的色浆,这样在涂料生产中,颜色的重复性就比较好;反之,如果颜料在涂料中分散得不好,那么涂料在贮藏过程中,颜料就会不断地凝集,实际使用时,涂膜中就会呈现出颜色偏离、发花和色泽不均等弊病。
一、颜料的分散过程
颜料分散可分为4个过程:
一、研磨,使用分散机或混和机将颜料中的大块颗粒,磨成均匀的微小颗粒
二、润湿,颜料颗粒在分散以前,先被周围的空气和水的薄层包围而被润湿;
三、分散,颜料颗粒被溶剂或介质润湿后,会在介质中不断移动而使之逐渐分散,应防止颗粒的直接接触,否则会发生颜料颗粒的聚结现象;
四、稳定,被分散的颜料颗粒,在介质中均匀地悬浮,形成稳定体系。如果颜料颗粒未被充分润湿,此时颜料就会在容器中再次聚结和沉降而形成团块。
颜料采用的分散剂通常也是表面活性剂,它能强烈地吸附在颜料表面,从而改变颜料的表面性能,使颜料的润湿和分散过程易于进行。
分散剂的作用机理
(1)形成双电层。分散剂多为离子化电解质,其离子部分可被吸附在颜料质点的表面,这样在颜料液体界面形成带电层。在液相中,此电层义吸引周围介质带相反电荷的离子,从而形成双电层,使颜料颗粒相互排斥,所以增强了涂料体系的稳定性。
(2)物理屏蔽作用。分散剂能将颜料颗粒表面包围起来,形成吸附层,使颜料颗粒之间产生空间阻碍,从而阻止颗粒相互接触,而不会发生聚结现象。
(3)氢键作用。分散剂分子本身具有带正电和负电的部分,通过氢键的作用力,使周围的水分子产生定向排列,依靠氢键的作用,在颜料颗粒附近,建立起附加的缓冲层,使徐料体系的粘度上升,有利于颜料分散的稳定性。
(4)偶极作用。在电场的作用下,非离子表面活性剂分子内部的正负电中心发生偏移,成为偶极分子。偶极分子的一端沿着颜料颗粒表面定向排列,另一端朝向液相,从而阻止颜料颗粒之间的接触,起到保护胶粒的稳定作用。
作为颜料用分散剂,可以是阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型表面活性剂。其化学结构特点是带有极性(亲水)基团和非极性(亲油)基团,把它加入到颜料中去时,可能是极性部分也可能是非极性部分被吸附在颜料颗粒的表面上,而未被吸附的另一部分就定向排列在表面之外。是极性部分还是非极性部分被吸附,决定于颜料颗粒表面的性质。如果颗粒表面是疏水性的,则吸附分散剂的非极性部分;反之,吸附分散剂的极性部分。
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