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标题: 分散剂所起的作用 [打印本页]

作者: 榴连 时间: 2009-1-8 17:27
标题: 分散剂所起的作用
本帖最后由榴连于 2009-1-8 17:29 编辑

前两天看到一个贴子，询问一般色浆（不加分散剂），要过多久才会出现返粗。看完了以后颇有感触，就随手写了一些东西。
为了让更多人了解这个话题，我将回复的内容发一个新贴！;P

分散剂所起的作用仅仅是防止返粗吗？

榴连（请勿转载）

分散剂所起的作用远远不止防止返粗！
返粗，是一个色浆体系的最差的体现了。如果以这个为底线，那只能说，你做的色浆很有可能会非常地不稳定。
就拿你所说的碳黑举个例子来说吧。一般的碳黑原生粒径仅几十到几百纳米，而我们分散色浆后评估细度采用什么工具呢？细度板！采用细度板观测细度，5微米以下基本上看不清了。如果控制再松一些，可能是10微米以下就合格了。再松一点，例如低档工业漆，可能20微米以下就合格了。
这是什么概念？假设粒子是球形，直径20微米与20纳米，相差1000倍，体积则相差1000000000倍！这种要求的色浆，再返粗，又是什么概念呢？超过1000000000个原生粒子絮凝在一起，这样的色浆会没有问题？？
下面的这个图，我在联众里贴了两次了，再贴一次：

这是一个FW200采用两种分散剂分散的图片。其中红色的粒径分布图是采用EFKA-4310做的无树脂色浆树脂体系。而绿色的则是采用EFKA-4061在醇酸氨基树脂树脂体系中分散的FW200粒径分布图。
可以很清楚地看见，FW200可以分散到0.153微米。但是常规的做法（请注意，EFKA-4061是对碳黑分散具有非常好的效果的分散剂），我们发现粒径分布有两个峰，其中一个平均粒径为0.334微米，另一个为5.3微米。
无庸质疑，有些树脂对颜料有很好的润湿作用，例如醇酸树脂尤其是长油醇酸树脂。在这种树脂体系中，分散剂可以少加甚至不加。从返粗的角度来说，这没有什么太大的问题。
然而，象我在开头所说的那样，分散剂所起的作用远远不止防止返粗。
下面这些图片是实际测试中的举例（当然，这些都加有分散剂，只是采用不同的分散剂而已），用以来说明分散剂的作用：

1、提升光泽，增加流平效果
[attach]16796[/attach]
2、防止浮色发花
[attach]16797[/attach]

[attach]16798[/attach]
3、提高着色力
[attach]16799[/attach]
4、降低粘度，增加颜料载入量

5、减少絮凝

6、增加贮藏稳定性

7、增加展色性，增加颜色饱和度

8、增加透明度（有机颜料）或遮盖力（无机颜料）

分散剂有如上诸多作用，而仅仅用是否返粗来评估，是不恰当的。分散剂好比是烧菜时的盐，不放盐的菜当然可以吃饱肚子，味道么，就不要提了。

作者: 榴连 时间: 2009-1-8 17:31
哎~，这个图片插入太麻烦！
直接上传PDF得了！:funk:
[attach]16806[/attach]

作者: 云松涂料 时间: 2009-1-8 19:31
讲得很透彻，幸亏楼主帖两帖，前一帖没见着

作者: 西瓜 时间: 2009-1-8 20:06
楼主是做助剂还是涂料的啊！挺厉害哦

作者: gzhls 时间: 2009-2-2 15:59
本帖最后由 wyj7506 于 2009-12-9 19:37 编辑

气相二氧化硅在涂料中的作用
1，流变助剂
流变性是涂料的重要性能,它直接影响到涂料的外观,施工性能及储存稳定性等性能,而不同涂料体系对流变助剂的要求也有差异.对于油性体系而言,大部分流变助剂都是形成氢键而起作用的.表面未处理的气相二氧化硅聚集体含有多个 ,其中,一是孤立的,未受干扰的自由二是连生的,彼此形成氢键的键合氢键键合在油性体系中,极易形成三维的网状结构,这种结构受机械力影响时会破坏,使粘度下降,涂料恢复良好的流动性;当剪切力消除后,三维结构会自行恢复,粘度上升.在完全非极性液体中,粘度恢复时间只需几分之一秒;在极性液体中,回复时间较长,这取决于气相二氧化硅的浓度及其分散程度,这一特性赋予油性涂料非常好的储存和施工性能,特别是厚浆形涂料,既能保证涂料在一定的施工剪切力下有良好的流动性,又能保证涂膜的一次施工厚度,通常,在施工过程中,由于涂层边缘的溶剂挥发较快,导致表面张力不均匀,容易使涂料向边缘移动,而二氧化硅网络能够有效的阻止涂料的移动而形成厚边,同时还防止涂料在固化过程中的流挂现象,使涂层均匀.同时,气相二氧化硅由于能形成氢键而提高体系中的中低剪切粘度,从而起到增稠作用.因此,气相二氧化硅在油性体系中的应用非常广泛.
2，防沉剂
气相二氧化硅是一种理想的防沉剂,对于防止涂料体系中颜料的沉淀非常有效,特别是对于色浆的体系,适当的添加量将大大提高色浆的稳定性,而且能够减少润湿分散剂的量,以提高色浆的适用性,并减少色浆对涂料体系的影响,气相二氧化硅的防沉作用对涂料存放非常有利,特别是某些颜料,如金属粉和薄片,都极易沉淀且不能完全悬浮,使用气相二氧化硅可保证其分散不沉淀.以配方总量计,二氧化硅用量在0.4%-0.8%的范围内,但特殊情况下,比如富锌漆,需增加到2%.
3，助剂分散
在粉末涂料体系中,由于气相二氧化硅的小粒径和高表面能,它们可以吸附在涂料粉体的表面,并在粉体表面形成一个表层,提高粉料得分散性,故可作为分散剂使用.在同一涂料系统中,加入气相二氧化硅可明显缩短分散时间,提高生产效率.单值得注意的是,先将气相二氧化硅分散完全效果更好,其添加量不宜太多,一般不超过1%.因为添加量过多会导致体系触变性能较强,导致分散时边缘分散剪切力不够,而呈冻状,影响分散效率,特殊情况如富锌漆需要添加2%时可以同时搭配其他流变主机助剂一起使用,并利用醇类溶剂调整气相二氧化硅的流变性能.
4，消光剂
气相二氧化硅折光指数1.46,与成膜树脂的折光指数接近,对漆膜颜色没有影响.成膜过程中其迁移到漆膜表面,能使表面产生预期粗糙度,明显的降低表面光泽,是一种良好的消光剂,使用气相二氧化硅是要注意与漆膜厚度的匹配.在厚膜漆里,采用颗粒非常细的气相二氧化硅,涂膜表面不能产生适当的粗糙度;反之,如在薄膜漆里采用颗粒粗大的气相二氧化硅,虽然其消光效果非常好,但是漆膜表面的粗糙度将不能为绝大多数用户接受,一般来说,气相二氧化硅粒度约为3-7 ，适合于干膜厚度为15-40 的涂料体系。用气相二氧化硅配漆，除了配成浆状物后加到漆里分散外，还可以直接调配到漆中。通常在容器内，以线速度20m/s（约1000r/min）的搅拌叶轮分散10-15min就可达到充分的分散。
5，抗耐磨剂
气相二氧化硅采用甲基丙烯硅烷进行表面处理后，添加到聚胺酯涂料中，可以起到耐摩擦的作用。加5%-15%的气相二氧化硅，耐摩擦性可提高10%-35%，同时涂料的流变性能和干膜的光学性能都不受负面影响。

作者: fredfeng05 时间: 2009-2-3 11:25
首先非常感谢榴莲大势精辟的分析和详实的数据支撑.
我斗胆提几个自己的想法,因为不像大师这么有经验,可能很多想法有错误,请大师不吝指正
首先借用大师一句话, 能不加助剂还是不加助剂的好.
但分散剂几乎是每种涂料都要加
1、提升光泽，增加流平效果
光泽实际最主要取决涂料表面对光的散射(即一定的平整度即可.当然需检测仪器决定是否够平整,不但考虑原生粒子数目,形状,并考虑他们的结合方式),当粒子粒径小于入射光1/2(这个数值不确定）时,表现为折射光，光泽不会再提高，同理遮盖力依靠散射提供主要遮盖力的遮盖力也不会增加（除碳黑主要靠吸收光，有机颜料忘了）。注：该入射光是指可见光的范围
流平说不好；但注意粒子原生数目减少，是减少其结构黏度，但比表面的增加会使自由树脂的数量减少，是否有平衡点说不好，但一般粉末涂料流平并不是越细越好

2、防止浮色发花

3、提高着色力
注意着色力在自动调色系统中并非越高越好

4、降低粘度，增加颜料载入量

5、减少絮凝
是这样的，但越细粒子表面能越高，需要越高吸附强度的分散剂，但吸附强度太高的分散剂可能造成对涂膜性能的不利（双刃剑阿）

6、增加贮藏稳定性
其实原因和上相似，一旦分散剂稳定强度不够，反而贮藏稳定性变差（当然从你的图片上看是没问题的）

7、增加展色性，增加颜色饱和度

8、增加透明度（有机颜料）或遮盖力（无机颜料）

其他我也不一一详解，我想中国人的智慧中庸即过尤不及早就道出其中奥妙，分散粒径程度亦如此，个人还是比较强到满足要求就好，当然精益求精更好（但有成本代价和副作用代价）
谢谢榴莲老师指正1、提升光泽，增加流平效果

作者: 榴连 时间: 2009-2-3 11:55
欢迎对任何问题进行讨论！
针对你提的问题，回复如下：
1、关于第一点：提升光泽，增加流平效果
分散剂对光泽的影响，确实在试验中发现过许多，有的时候差别还非常大。你的分析是理想状态下，也就是说，所有的粒子粒径相同。然而，在分散时，很难将原生粒子完全分散开，也很难保证分散好的粒子不絮凝。如果粒子絮凝，粒子的粒径变大，自然就会影响光泽。这与消光剂的消光原理有些类似。
另一个影响光泽及流平的因素是相容性。分散剂与树脂体系的相容性差，除了颜料的分散稳定效果会变差以外，流平也会变差，光泽也会降低。实际上这很好理解，两个相容性差的树脂想要做出高光泽高丰满度良好流平的涂料是很难的。

3、关于提高着色力
你说的有道理，在自动调色系统中并非越高越好，例如汽车修补漆中，色母一旦确定，换一个分散剂后着色力提高（或降低），所有调漆配方都得跟着变。但是，这个话题讲述的是分散剂的作用，也就是说，分散剂具有提高着色力的作用。如果在配方设计之初考虑这个问题，就可以节省成本。

5、关于减少絮凝
减少絮凝并不等同于粒子越细，而是要将分散好的粒子稳定住，无论是利用空间位阻，还是电荷排斥。吸附强度高的分散剂通常含有较多的极性基团（锚定基团），这些极性基团确实会对涂膜产生不利，所以分散剂的添加量并非越高越好，过犹不及。
并且，常规分散剂锚定基团比较分散，锚定基团（极性基团）并不能完全吸附在颜料表面，也确实可能会造成一些副作用。然后，最新的受控自由基型分散剂，其锚定基团比较集中，对颜料的吸附力也强了许多，副作用却比常规的分散剂小许多。如下图所示：
[attach]18171[/attach]

6、关于增加贮藏稳定性
同意你所说的。
过犹不及，这是肯定的。其实我这篇贴子并不是要夸大某种助剂的作用。刚好有人讨论这个话题，就随便讨论了一下而已。分散剂的作用绝不仅仅是防止返粗，这就是我要表达的内容。但并非越贵的分散剂就越好，也并非某个公司的分散剂就是最好。在任何时候，都必须考虑性价比，例如在长油醇酸体系中，采用CFRP类分散剂，岂非杀鸡用牛刀，而又有几个人能用得起呢！所以，非常赞同你的“满足要求就好”！

作者: baba 时间: 2009-2-3 14:07
在其他因素不变时粘度对流平是重要的，分散剂可以降低体系黏度。在正确使用分散剂的前提下，加入分散剂的体系光泽会高一些。

作者: baba 时间: 2009-2-3 14:09
但越细粒子表面能越高，需要越高吸附强度的分散剂，但吸附强度太高的分散剂可能造成对涂膜性能的不利（双刃剑阿）
是否可以解释一下？

作者: lis 时间: 2009-4-17 13:07
本帖最后由 lis 于 2009-4-17 13:11 编辑

一般我们用润湿性很好的树脂分散碳黑时，基本上是不加分散剂的
这样才能更好的评价碳黑的性能

作者: 海尔的房 时间: 2009-9-4 14:42
不加碳黑也行？那种碳黑也太牛了!我们的碳黑就太差了，分散剂试验了一种又一种啊

作者: quyun 时间: 2009-9-19 21:46
受教了
请问中铬黄对应的分散剂用量该如何计算？气干醇酸体系

作者: ro1673 时间: 2011-3-17 21:52
回复榴连的帖子

请问你那个分组，PBL1 PBL2 PBL3 是什么组？

作者: 榴连 时间: 2011-3-18 22:36
回复 ro1673 的帖子

这是个卷材涂料的配方，是采用不同的分散剂评估下来的结果。
因为涉及到竞争对手的信息，不太方便公开透露。我短信给你吧~

作者: ro1673 时间: 2011-3-29 19:39
回复 lis 的帖子

不加分散剂，能达到很好的分散效率么？我们丙烯酸氨基体系研磨FW200 没加分散剂，细度也能到5um以下，冲淡色是红黄相，不知加分散剂之后黑度着色力等是否还会提升

作者: Vmihubv 时间: 2011-3-29 22:33
这贴子太牛啦，好好研读一下。

作者: cezhengtao 时间: 2011-9-5 21:32
搞技术的还有这么好的文采，佩服！图片清晰，文字精辟！

作者: carolbacon 时间: 2011-9-6 09:29

西瓜发表于 2009-1-8 20:06
楼主是做助剂还是涂料的啊！挺厉害哦

做助剂的，自己还开了公司/:@

作者: FCAB 时间: 2011-9-7 10:53
请问各位大虾,在选分散剂之前是否要与树脂做下相容性测试呢?应该按怎样的比例进行测试呢?

作者: 榴连 时间: 2011-9-7 21:46

FCAB 发表于 2011-9-7 10:53
请问各位大虾,在选分散剂之前是否要与树脂做下相容性测试呢?应该按怎样的比例进行测试呢?

最好是做一下分散剂与树脂之间的相容性测试。采用不同的比例配比再观察会比较好。如果想省事，按树脂：分散剂=9：1的配比也是可以的。

作者: FCAB 时间: 2011-9-13 14:16
有时树脂:分散剂按9:1做,没问题,但按其它比例,例如1:1或者是1:9就浑浊,那说明相容性是行还是不行呢?

作者: 走路得样子 时间: 2012-7-22 10:06
/:^_^学习中。。。

作者: peng5210 时间: 2012-7-22 15:42

榴连发表于 2011-9-7 21:46
最好是做一下分散剂与树脂之间的相容性测试。采用不同的比例配比再观察会比较好。如果想省事，按树脂：分 ...

直接添加吗？？溶剂还加不加？？？粉体的树脂也是这样的吗？例如PVDF树脂。

作者: hkqb168 时间: 2012-8-7 14:12
好东西。。。。

作者: xihexuepai 时间: 2012-8-14 22:43

榴连发表于 2011-9-7 21:46
最好是做一下分散剂与树脂之间的相容性测试。采用不同的比例配比再观察会比较好。如果想省事，按树脂：分 ...

这个助剂和树脂的相容性实验是否可以细说下，大哥谢谢了

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