周扬复旦研究生报告

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1、荧光灯制造中的分散剂（导师：陈大华职称：教授研究课题：电光源工艺）周扬（复旦人学）引言为使带有固相颗粒（荧光粉、氧化铝等）的水性涂液（悬浮液）稳定，不发生呈粥样聚结成团现象，一定要在涂液中加入分散剂，从而得到密实、均匀和光滑的涂层。本文从分散原理、常用种类和添加量上加以阐述。分散剂的功能粉桨中所用分散剂的功能如下：降低粉浆的粘度；最人化增加粉浆中固相颗粒所占的比例；避免因触变性（thixotropy）而导致的困难（粉浆在静止时粘度无限地增加的现象）；防止固相颗粒沉降，以获得厚度均匀一致的涂层；改善固相颗粒的分散率，使涂层排列致密：修正涂液的

2、流变性质；减少固相颗粒的表面能，以降低球磨时所需的能量。分散剂的作用原理水性涂液中固相颗粒凝聚成团的程度取决于颗粒之间的London分散力和VandeWaals吸引力，而这两个力取决于固相颗粒的表面化学性能和颗粒的载荷密度。在水性涂液中添加分散剂的作用在于分散剂会改变固相颗粒的表面化学性能，从而改变分散相固体颗粒之间的相互作用。静电稳定水是高度极性的液体，在水中的多数固相颗粒是带负电的，基于同性相斥的原理，在水中添加阴离子分散剂将增加固相颗粒之间的排斥力。能起到使固相颗粒在水中静电稳定的分散剂的缺点是对涂液中固相颗粒所占比例、电离度和pH值

3、较灵敏。阻稳定静电一空I司位阻稳定空间位阻稳定在水中添加聚合物分散剂，涂液中的固相颗粒表面定向吸附上一定分子量(100010000)的聚合物，这类高分子聚合物的柔软的亲水链尾部将伸入水中，其另一端将锚定在固相颗粒上。于是，固相颗粒的表面就被这类高分子聚合物包围起来了。当同相颗粒相互靠近时，聚合物的自由能将上升，此时体将呈不稳定状态。因此通过所谓“空间位阻效应”可以使分散体系稳定。静电空间位阻(Electrosteric.)稳定静电空间位阻稳定是静电稳定和空间位阻稳定间的交叉，此时，固相颗粒被覆盖以带负电的聚合物。在此场合，所需的分散剂最少，

4、而且，涂液的分散性能对固相颗粒所占比例，电离度和pH值就不那么灵敏。分散剂添加量的测定由于不同的分散相颗粒有不同的等电点，不同的酸碱度，不同的大小分布，不同的形态和表面性质，因此，应对分散剂的种类加以选择，要求所用分散剂可使粉浆粘度大幅下降，并能防止聚结成团和沉降，而且要求添加量尽可能的低，以降低成本。可用于稀土荧光粉和卤粉粉浆的分散剂有多种，阴离子型、阳离子型都可使用。根据上述原则，目前我国普遍采用由英国Siba公司进口的牌号为DispexA40A的阴离子型表面活性剂作分散剂。DispexA40A是羧酸聚合物的铵盐（多元羧酸铵），它是浅棕

5、色的低粘度液体，浓度为40%,与水良好混溶，具有良好的稳定性，在高温及碱性件下粘度稳定，它是由多元羧酸和氨水反应制得。DispexA40的相对密度为1.16（水为1.0），pH值为7.5〃一8.5"。采用DispexA40A作分散剂分散效果良好，但是用得太多的话，荧光灯的初始光通量将下降，灯的流明维持率将变差。其原因是在550°C的烤管温度下的残留物为黑色残渣。做了DispexA40A的热释重测量，550°C下烤lOmin残留的百分比为0.6°%，因此在获得良好分散性能的前提下，DispexA40A的用量应越少越好。如何知道DispexA4

6、0A的最佳用量呢?我们应测量粉浆粘度和DispexA40A添加量的关系曲线。为减少分散剂的用量，可多用些润湿剂，以增加粉浆的分散效果（润湿剂在烤管后基本无残留）。对于不同的固相颗粒成分，应控制粉浆的pH值，要求在此pH值时，粉浆的Zeta电位值要偏离于此固相颗粒的等电点（Zeta电位为零）值。此时因固相颗粒带上了同等电荷，相互排斥，分散效果就好了。