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常用涂料分散劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)主要有
①低分子量的羧酸酰胺鹽及電中性的長(zhǎng)鏈羧酸多氨基鹽,擁有較多吸附基,可在顏料表面形成牢固的吸附層,提高了顏料分散的穩(wěn)定性,起到防止浮色發(fā)花作用;
②高分子量羧酸酯類聚合物,通過(guò)帶高分子鏈的基團(tuán)吸附在顏料表面而形成空間位阻控制,防止顏料絮凝,保持顏料分散體系的穩(wěn)定性;
③含錨定基團(tuán)的高分子聚合物或嵌段共聚物,錨定基能牢牢固定在顏料表面,而較高分子量的溶劑化鏈可有效地分散在漆料中,增加吸附層的厚度,提高分散穩(wěn)定性;
④多價(jià)羧酸聚合物,含較多羧基,極性很強(qiáng),可使涂料形成觸變性流體,使顏料形成可控絮凝分散狀態(tài),對(duì)防止浮色發(fā)花很有效。
涂料分散劑的作用機(jī)理
無(wú)機(jī)顏料表面有較高的極性,故低分子量的顏料分散劑較易吸附上去,且能較持久地吸附在顏料表面;而有機(jī)顏料表面基本上無(wú)極性,因此低分子量的顏料分散劑難以持久地吸附著,需使用較高分子量的分散劑或含錨定基團(tuán)的聚合物分散劑。高分子量分散劑在顏料表面的吸附是通過(guò)官能團(tuán)和聚合物錨定鏈吸附在顏料粒子表面上的。同時(shí)吸附形態(tài)與顏料表面的特性、形態(tài)、電荷分布,高分子化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì),分散介質(zhì)中溶劑的種類、對(duì)高分子聚合物的溶解性等諸多方面有關(guān)。高分子分散劑是人們根據(jù)顏料性質(zhì)所要求達(dá)到的分散目的而特殊設(shè)計(jì)的化合物。
與單錨固基團(tuán)的小分子分散劑相比,高分子分散劑含多個(gè)錨固點(diǎn),可更有效地吸附于分散粒子表面,吸附量大。一般來(lái)說(shuō),均聚物不是良好的分散劑,因其是較好的溶劑化鏈或是較好的錨固基團(tuán),而良好的斥力穩(wěn)定作用需二者兼具,能滿足這種要求的多為共聚物,如作為水性體系顏料分散劑的聚合物通常是二者兼具的無(wú)規(guī)共聚物、接枝共聚物或嵌段共聚物。
水性涂料成膜助劑的用法與用量
乳液或分散體等聚合物通常具有高于室溫的玻璃化溫度Tg。為了使乳液粒子很好地融合成為均勻的漆膜,必須使用成膜助劑降低很低成膜溫度(MFFT)。乳液的很低成膜溫度(MFFT)對(duì)涂膜的硬度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和低溫涂裝性能會(huì)產(chǎn)生重要的影響。很低成膜溫度高,涂膜的硬度高和光澤高,但在稍低溫度時(shí)不能涂裝;很低成膜溫度太低,低溫涂裝性能雖好,但涂膜玻璃化溫度低,高溫發(fā)軟回粘,耐污性差。成膜助劑的基本功能就是降低乳液以及乳膠漆的很低成膜溫度,使水性涂料能在低溫下進(jìn)行涂裝。
成膜助劑的加量取決于配方中乳液或水分散體的用量和玻璃化溫度Tg。涂料中乳液或水分散體的用量大以及聚合物的Tg高,成膜助劑的用量也要大,反之用量少。配方設(shè)計(jì)時(shí),首先考慮成膜助劑大約占乳液的或水分散體的3%-5%,或占乳液或分散體固體份的5%-15%。