聚合物分散剂
高效的聚合物分散剂,其双组分结构是由聚合物链和颜料亲和基团组成的。聚合物链是分散性能的关键。如果链没有充分溶解,就会塌陷到颜料表面,使颗粒团聚和絮凝。在涂料施工直到干燥的全过程中都要求对介质有较好的相容性。如果相容性消失,就会形成絮凝,最终导致光泽和着色力下降。
为了达到良好的相容性,可以用几种不同的聚合物链来有效的适应溶剂变化。一些分散剂的结构可以看成是一个或几个空间靠近的锚固基团连接着一些聚合物链。而其他的分散添加剂通过连接更加复杂的聚合物结构,分子量更大,这主要是为提高颜料抗絮凝能力(特别是针对非极性的颜料和无机颜料)。
大分子量的分散剂可以有更长、更有效的聚合物链,这样就可以克服颜料颗粒之间的范德华力。如果链太短,就没有足够的壁垒厚度来防止絮凝。这就会增加粘度,降低着色性能。
分散剂的选择包括几个标准,颜料特性,使用的树脂和溶剂,都会影响聚合物添加剂的效果。
聚合物分散剂对颜料表面的结合受到树脂吸附竞争的影响。一旦锚固基团结合到颜料表面,就会稳定结合。但树脂分子,也会不牢固的结合到颜料表面,尽管不牢固,但是仍然可以阻碍分散剂的结合。
只要配方稳定性足够,可以减少树脂固体(或者不用树脂)含量来提高分散性。随着分散技术的提高,有时无树脂体系也是可行的。
颜料/填料的影响
分散剂选择和颜料表面特性有关。有机(非极性)和无机(极性)颜料表面极性不同,最佳吸附量也不同。选择阴离子锚固基团对无机颜料效果较好,阳离子基团则适合有机颜料。颜料的表面积同样影响分散剂用量,通常,如果用的太少,就不能达到最佳效果。用量太多,由于颜料表面过度拥挤,保护壁垒的厚度实际上降低了,结果会影响涂料的性能。由于干燥涂膜的表面出现游离分子,粘结性和硬度等涂膜性能就会受到影响。这些都比分散剂用量的问题更需要优先考虑。
最佳用量
作为一般估算的规则,通常最佳用量约为每平方米涂料表面用2-2.5mg聚合物分散剂,并按照2-2.5mg/m2梯级增长。然后通过测量分散粘度可以决定最佳用量的下限。也可以通过测量涂料光泽或着色强度来确定其上限。
通常分散剂在涂料配方中的使用分以下步骤:
1.把分散剂和树脂/溶剂进行充分混合
2.
加入其他添加剂
3.
分步加入颜料,进行有效的分散,充分润湿颜料,让聚合物分散剂充分的与颜料结合。
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