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分散劑在顏料分散中起到的作用。

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顏料的分散過程
 顏料的分散過程由潤濕、分散、穩定3個步驟組成。潤濕過程中,顏料表面的的空氣和水氣被樹脂溶液所替換,顏料/空氣被轉換成顏料/樹脂溶液。分散劑尤其是低分子型的潤濕分散劑能加快潤濕的過程。分散過程中,主要依靠沖擊和剪切力,顏料的團聚態被打碎成較小的微粒,成為分散狀態(均勻分布)。第三步是穩定的過程,分散劑用于保持顏料分散狀態的穩定,阻止失控的絮凝,并依據顏料表面所吸附的黏結劑種類和分子結構,促使懸浮液獲得穩定狀態。分散劑尤其是高分子分散劑對顏料粒子的穩定起了很大的作用。
分散劑在涂料生產中發揮了非常重要的作用。分散體系的穩定能避免諸多的涂料問題及漆膜弊病,如果配方合理,適量地添加分散劑能夠有效降低成本,改善涂料性能。
1
提升光澤,增加流平效果
有試驗表明,完全相同的配方,采用不同的分散劑,得出的漆膜光澤會有明顯的差別。例如,在黑色卷材涂料體系中,不同的3種分散劑制得的涂料涂膜的20°光澤分別是69.7%、81.5%、77.1%。如果所采用的分散劑不恰當,顏色絮凝后變粗,其對光澤所起的作用類似于消光粉,自然會影響光澤。
2
防止浮色發花
防止浮色發花,是大家所熟知的分散劑的作用之一。要防止浮色發花,應該選用合適的分散劑,無論是罐內浮色發花還是漆膜的浮色發花,都可以得到改善或消除。還有些分散劑,例如SN-2004,是受控絮凝類的分散劑,分子鏈中含有一些羧基基團,與顏料親和的同時,還會互相形成氫鍵,從而使顏料粒子穩定,達到預防浮色發花的效果。
3
提高著色力
顏料分散和穩定得更好,其著色力會明顯加強。
4
降低粘度,增加顏料載入量
采用合適的分散劑,所得的色漿黏度會明顯降低。這樣可以增加顏料的載入量,提高生產效率。
5
減少絮凝,增加施工性和使用性
許多人在評估分散劑時,都會做指研試驗。如果分散劑搭配不恰當,指研的區域與未指研的區域會產生明顯的色差,絮凝后的顏料著色力會下降,這給調色及涂料施工都帶來困難。采用流板試驗,也能觀察到色漿的絮凝與否。
6
防止返粗,增加貯存穩定性
如果選用不合適的分散劑,色漿發生返粗或因絮凝而產生顏色的變化,都不是大家所希望的。除樹脂體系外,分散劑是影響涂料貯存穩定性的重要因素。分散不佳的色漿會發生返粗、沉降及著色力下降。
7
增加展色性和顏色飽和度
分散劑的這個作用最易為大家所忽略。有實例表明,采用不同的分散劑分散相同的顏料,其色相及飽和度會有明顯差別。通常來說,分散得越好,飽和度會越高(如果是碳黑,則是分散得越好,L值越低,黑度越高)。
8
增加透明度或遮蓋力
對于鋁粉漆來說,會希望色漿的透明性越高越好。而針對素色漆,又希望色漿的遮蓋力越高越好。其實這與顏料粒徑有關。有資料顯示,除折射率外,顏料粒徑分布是透明度的另一重要因素。粒徑增加,散射光線能力增強,直到最大值,然后開始下降。這種散射光線的能力增強了顏料的遮蓋力,散射能力最強時達到最大,粒徑繼續增加遮蓋力則會下降。而當顏料粒徑低于某個值時,隨著粒徑的下降,透明度會增加。分散劑不能改變顏料本身的特性,但能控制顏料粒徑分布,達到更理想的顏色效果。
9
提高研磨效率,降低生產成本
潤濕分散劑的潤濕功能使顏料表面的空氣和水能更快速地被研磨介質的液體所取代,同時使分散階段所取得的顏料初級粒子的分離得以保持和控制。這些都提高了研磨效率,降低了能耗和人力成本。
10
防止沉降
許多人想當然地認為防沉必須依靠防沉劑,其實這是片面的。研磨好的色漿如果產生絮凝,顏料粒子變大,密度增加,就會很快沉降。選用了合適分散劑的色漿可以少加甚至不需要添加防沉劑。筆者曾經做過70%的鈦白粉無樹脂色漿,其黏度很低(91.1mPa·s,剪切速率為10s-1),未加入任何防沉劑,經過15d的熱貯存(40℃)及室溫放置3個月,均無任何沉淀產生。分散劑的防沉作用顯然對涂料的貯存穩定性也有幫助。
結語
要使顏填料在涂料體系中完全發揮作用,分散劑的應用與合理選擇是必須的。而在分散顏料之前,又必須對顏料及分散劑的結構進行了解。很多涂料技術人員或管理人員會認為,添加分散劑會增加成本,但其實不然。穩定的顏填料漿體系,能避免很多后續的問題。從綜合的結果來看,合理地篩選分散劑并添加合適的量,是可以節省成本,并大幅度提升涂料的性能的。
 
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