分散剂在乳胶漆中应用

《分散剂在乳胶漆中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、分散剂在乳胶漆中的应用1前言分散是乳胶漆生产的关键环节，通常是在机械力作用下借助于分散剂来实现的。它可以分为三步：第一步，利用润湿介质(水)来润湿颜／填料；第二步，采用高速分散机或研磨设备，通过机械剪切力，将颜填料颗粒研磨分散到介质中；第三步，利用分散剂的作用来稳定悬浮态颜填料。分散过程将直接影响涂料的许多关键性能，如粘度、贮存稳定性和固含量等，因此，选择适宜的分散剂是非常重要的。常用的分散剂主要有聚丙烯酸盐类和聚磷酸盐类两类。本文将从所用分散剂官能团的不同，来介绍分散剂的制备和使用。2聚磷酸盐分散剂2．1制备和性能将正磷酸盐单体加热到400℃以上

2、，水分子蒸发后，发生缩聚反应，生成聚磷酸盐分子。聚磷酸盐常常以一P—0—P—键连接，反应条件不同，其链长n可以为2—1000。聚合物链长决定了它的性能，工业用聚磷酸盐主要为水溶性聚磷酸钠盐，其链长n＝2~50。不同链长磷酸盐的P2O5的含量见表1。表1不同链长磷酸盐的P2O5的含量链长n名称P2O5含量／％1正磷酸盐432二磷酸盐532三磷酸盐584~10低聚磷酸盐60~64>10多聚磷酸盐66~70聚磷酸盐通过其在水溶液中的水解以及与多价金属离子的络合作用来实现其作用。水解与络合的具体步骤为：聚磷酸盐在水中溶解，形成聚阴离子：OOO

3、

4、

5、

6、

7、

8、…

9、…O——P—O—P—O—P—O……→

10、

11、

12、NaoONaONaOOO

13、

14、

15、

16、

17、

18、……O——P—O—P—O—P——O……+3Na+

19、

20、

21、O-O-O-聚阴离子与多价金属离子络合：OOO

22、

23、

24、

25、

26、

27、……O——P—O—P—O—P—O……

28、

29、

30、O-O-O-Ca2+OOO

31、

32、

33、

34、

35、

36、……O——P—O—P—O—P—O……

37、

38、

39、O-O-O-Fe3+聚磷酸盐的络合力与聚合度有关，长链磷酸盐比短链磷酸盐(链长2~4)的络合力强，链长≥6的聚磷酸盐的络合力最佳。2．2分散作用在涂料生产过程中，由于颜料颗粒表面与水之间不能完全润湿而会形成团聚，引起粘度增大。加入聚磷酸盐分散

40、剂后，通过其溶解产生聚阴离子，覆盖在初级颗粒的表面形成同性电荷层。在初级颗粒之间的静电斥力和分散机的机械剪切力作用下，初级颗粒均匀分布在介质中，使粘度降低。同时，初级颗料之间的静电斥力有利于涂料悬浮态的稳定。分散剂的分散作用与聚合度有关，通过对不同链长磷酸盐分散效果的评定可知：随聚合度增大，分散效果随之增加；当链长n为6~10时，分散效果最佳；链长n超过20以后，分散作用反而有所下降。综合考虑聚磷酸盐的分散与络合作用，当聚磷酸盐的链长n＝6~10时，聚磷酸盐兼有最佳的分散、络合能力。3聚丙烯酸盐分散剂3．1制备和性能首先采用丙烯酸单体通过聚合反应生

41、成聚丙烯酸，然后用NaOH、KOH或NH4OH中和生成相应的钠盐、钾盐或按盐。聚丙烯酸钠盐分散剂最为常用，而聚丙烯酸钾盐、铵盐分散剂则不常用。聚丙烯酸盐通过其在水溶液中的水解以及与多价金属离子的络合作用来实现其作用。水解与络合的具体步骤与聚磷酸盐类似。分子量小于2000的聚丙烯酸盐分散剂都能溶于水，形成聚阴离子：H3C—CH—CH2一CH……CH2一CH2

42、

43、

44、COO-COO-COO-聚阴离子同样能与多价金属离子(Ca2+、Mg2+、Cr3+)络合，但络合能力没有聚磷酸盐分散剂那样强：H3C—CH—CH2一cH……CH2一CH2

45、

46、

47、COO-COO

48、-COO-Ca2+3．2分散作用3.2．1分子量对分散作用的影响分散作用与聚丙烯酸盐分散剂的分子量有关，分子量越小，分散效果越好。以分子量Mw＝1500时的分散效果为最佳。3．2．2分子量对贮存稳定性的影响当单独使用聚丙烯酸盐分散剂时，其分子量越大，贮存稳定性越好，但在50℃贮存3周后，涂料的粘度仍有较为明显的变化。然而它与聚磷酸盐分散剂配合使用时，即使在50℃贮存3周，涂料粘度也没有明显变化。所以在涂料生产中，这两种分散剂必须配合使用，才有协同作用。与聚磷酸盐配合使用时，聚丙烯酸盐分散剂的分子量为4000时效果最佳。3．2．3聚丙烯酸盐与聚磷酸盐

49、分散剂的区别聚磷酸盐分散剂溶解吸附到颜料颗粒表面所需的时间比聚丙烯酸盐快很多。利用聚磷酸盐的这一特性，可在短时间内达到最佳分散效果。4聚磷酸盐与聚丙烯酸盐分散剂的协同作用聚磷酸盐具有强极性，能迅速覆盖颜料粒子表面，产生高电荷密度，起静电稳定的作用。聚丙烯酸盐极性相对较小，覆盖颜料表面所产生的电荷密度少，但它附着在颗粒表面起着缓冲作用，在颗粒之间形成空间位阻，起到位阻稳定的作用。但聚丙烯酸盐的分子结构使得它容易在单个颜料颗粒间产生桥连作用。因此，如果涂料中只使用聚丙烯酸盐分散剂，仍有可能形成团聚。当聚丙烯酸盐与聚磷酸盐分散剂配合使用时，强极性的聚磷酸

50、盐在颜料颗粒表面形成的高电荷密度，以防止单个颜料颗粒之间的桥连。此时，静电稳定和位阻稳定协同作用而使涂料同时具有很好的分散