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 20  专注高分子材料

抗紫外线、抗黄变

探讨下颜料分散剂对涂料一些基本性能的重要影响

       

       颜料分散剂在涂料配方中是非常重要的组分之一,它在结构上是一种分子内同时具有亲油和亲水性的表面活性剂,可均一分散那些难溶解于液体的无机、有机颜料的固体及液体颗粒,防止颗粒的沉降和凝聚,形成稳定的悬浮液。本文探讨下颜料分散剂对涂料一些基本性能的影响,如光泽度、透明性、相容性、流平性、着色强度、减少VOC等。 

       光泽度是衡量涂膜特性的一个重要指标,涂膜光泽越高,其反射光线的能力越强。对优质涂料的光泽来说,其成分颗粒粒径不能大于5微米,最大3微米;油墨配方中不能超过1微米。涂料中的大颗粒,要么无法有效分散,要么易产生絮凝,或者在配制过程中易发生刺激起晶。聚合物分散剂也可减少由于絮凝而形成的大颗粒,改善成膜光泽。

       涂膜的透明性越高,越容易透过涂膜看到底层;相反涂料成膜的遮盖力越高,对底层遮盖力越强。光在涂膜表面反射和通过的数量决定涂料的遮盖力或透明性。颜料种类及分散程度对此有影响。由于折射率和粒子大小影响,遮盖性颜料对反射光有更大影响。颜料分散剂通过影响颜料粒径分布(更均匀更窄)来提高透明度。对钛白粉,高折射率和大颗粒可以有效地反射和折射各种波长的光。分散剂的添加可以提高钛白粉表面积(减少团聚体,降低粒径),可以进一步提高遮盖力。对于透明颜料,颜料分散剂能改善粒径分布,让更多光线透过,增加成膜的透明性。

       颜料分散剂的相容性之所以重要,是因为良好的相容性可以使涂料制造商生产用于多种不同类别树脂产品的分散体系。聚合物分散剂可以提高颜料浓度,不仅增加产量,而且减少从研磨色浆直到最终产品中潜在的介质不相容性问题。特别是使用高相容性树脂的条件下,聚合物分散剂扩大了基础涂料的使用范围,这对混合着色涂料生产非常重要。

       流平性是涂料在特定施工表面上扩散的能力,涂料表面的流平缺陷通常由表面张力造成,而且发生相对较快,如装饰涂料的刷痕通常也是由流平性不足造成的。理想的流平行为可以用牛顿力学来解释,但是涂料配方中颜料引入体系后,就会发生变化。这是因为颗粒受化学键和物理相互作用影响,非常容易产生触变性和假塑性。由于颜料颗粒在分散剂作用下更加稳定,可以提高牛顿流体特性,流平性增加,对成膜流平性有好处。

       涂料油墨的产量指一个工序生产的涂料和油墨数量。颜料分散剂使颜料浓度增加,可以提高涂料产量。适当添加颜料分散剂可以降低粘度,增加研磨色浆的颜料含量,从而提高产量。在固定时间内,由于可以分散更多的颜料,这样用相同重量的研磨色浆就可以生产更多产品。明显加快分散速度也可以提高产量。产量提高则机器磨损减少,能耗降低,尤其是降低每公斤最终产品的劳动力成本和固定成本。

       涂料的着色强度表示色彩色相在应用表面的强烈程度,提高着色强度就使涂料看起来更加明亮。降低颜料的平均粒径可以提高着色强度。提高研磨色浆中颜料含量会增加粒子的相互碰撞,提高颜料的破碎率,但是也增加了色浆粘度,降低了研磨的动能,使磨料小球或珠子对颜料的破碎能力下降。使用颜料分散剂可以改变这种变化。使用分散剂可以研磨更高颜料浓度,使粒子破碎更加迅速,同时防止研磨过程中的粘度升高。最终分散剂使更细小的粒子碰撞稳定性增加,不易絮凝,从而充分发挥其内在的着色强度。

       VOC为挥发性有机物,是指涂料油墨体系中挥发到空气中的有机溶剂。VOC越低对空气的潜在污染越小,这就要求提高涂料油墨的固含量。涂料的粘度是由溶剂、树脂和颜料决定的。普通的低固含量涂料,颜料对粘度的影响没有树脂溶剂的影响大。但是高固含量涂料溶剂较少,树脂是低粘度的,如此颜料的影响就非常明显了。颜料分散剂通过降低颗粒之间的相互吸引力,可以显著降低颜料对粘度的影响。所以,对高固含量涂料配方而言,加入分散剂将大大降低粘度,或是在粘度相同的条件下,将可以使用更少的溶剂,降低VOC的含量。

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