国外高分子分散剂的新品种和特点

wyj7506 · 发表于 2008-9-12 19:59:56

有机颜料的重要应用领域之一是涂料着色以及油墨着色。为获得符合要求的涂料、油墨产品，不少生产厂、公司均致力于研究开发多种类型、具有特定应用特性的多功能颜料分散剂（Multi Functional Pigment Dispersing Agents），它们多为高分子类型的表面活性剂。
高分子分散剂通常起到湿润、分散、抗絮凝及稳定分散体系、降低粘度等作用。其中包括具有协同增效作用（Synergistically）的树脂表面活性剂组合产品，以及近年开发的不同单体聚合得到的高分子表面活性剂。现将已推广应用的代表品种介绍如下。
1．分散剂AYD
美国Daniel Products Co.推荐的Disperse-AYD系列分散剂是几种表面活性剂的混合物，这几种表面活性剂能够协合作用，润湿颜料，抗颜料絮凝，使分散体涂装之后稳定化，分散剂的功能：具有如下多种功能：
a 、加速颜料粒子的湿润，增加分散体系的含固量时具有良好的流动性；
b、降低研磨基料粒度，增加研磨效率及产出量；
c、显示高的颜色饱和度与着色强度，使颜料达到最大着色力；
d 、与不同涂料相容性良好，长期粘度稳定性；
e、不会产生硬沉降结块，在老化时也能保持良好的光泽度等；
f 、对涂料的干燥成膜时间、膜牢度、抗水性及光泽度均不产生不良的影响，可增加流平性，获得更优良的表面光泽度。
g 、将发花、浮色和磨损降至最低程度；
主要分为两类：阴离子与非离子表面活性剂复配产物及高分子分散剂。
Disperse-AYD系列的W-22及W-28即为阴离子表面活性剂（ASAA）与非离子表面活性剂（NSAA）复配物，主要适用于水性（稀释）涂料。W-22用于汉沙黄、甲苯胺红、耳硝基苯胺橙、联苯胺黄以及无机颜料TiO2、镉黄、炭黑等品种；W-28用于酞菁蓝、酞菁绿、色酚红色颜料及喹吖啶酮、还原类颜料等品种。
Disperse-AYD 15的组成为改性的热塑聚丙稀树脂、丙烯酸树脂、丙二醇单甲醚酸性溶液（PM Aceta），主要适用于制备颜料高浓度的分散体，可以直接合成最终溶剂型涂料。由AYD－15制备的颜料分散体系与各种醇酸树脂（长油、中油）有良好的相容性，可用来制备空气自干、烘焙整理，颜色均匀，耐久性、化学稳定性良好的产物。
2． DISPER BYK系分散剂
德国毕克化学公司（BYK Chemie）以及在日本的改公司的分公司，推出适用于涂料、塑料的特定分散助剂，其组成为新型特种高分子分散助剂，尤其适用于有机、无机颜料的湿润、分散作用。以DISPER BYK－163为例，其组成为高分子嵌段共聚物，与经典分散、湿润助剂相比，对颜料表面吸附作用强，明显地改进对颜料粒子地湿润效果，缩短研磨过程，增加单位时间产量；具有优良地抗絮凝作用，阻止其分散粒子重新聚集，尤为适于制备溶剂型涂料；具有高分子结构特性，不影响涂料表面的耐久性能。
在应用过程中，可将树脂与溶剂预先混合均匀，再加DISPER BYK－163至研磨基料中，良好分散后，加入颜料，分散剂的用量为颜料量的10％－25％，对于无机颜料可降低至1％－10％。
相似的，DISPER BYK－358则是用于溶剂型涂料的流平剂，其组成为丙烯酸酯共聚物，可溶于烷基苯中（酸值为1mgKOH/g），用于高档汽车面漆、色漆及清漆。主要作用为改善流平性，且与多数基料具有优异的相容性。
毕克化学公司推荐的另外两种湿润、分散剂为：a、Anti-Terra－U，成份为不饱和聚酰胺与低分子量的酸性聚酯溶液，酸值为24mg KOH/g，溶剂采用甲苯/异丁醇（8：1），用量1％－5％（颜料量），该分散剂可降低颜料与疏水基料之间的表面张力，以分散剂的极性基团吸附于表面上，缩短研磨时间，增加分散体的稳定性；b、Anti-Terra-203，成份为聚羧基烷基铵盐溶液，酸值51mg KOH/g，溶剂为烷基苯，主要用于中－低极性的涂料体系中，可降低颜料表面张力，防止出现浮色，具有良好的分散体储存稳定性能。
3.EFKA系列分散剂
荷兰EFKA化学公司推荐适用于印墨及涂料工业的分散剂，均属于不同类型的高分子分散剂。
A、 EFKA－5044/5244是适用于含溶剂或不含溶剂的涂料体系的分散、湿润剂，尤其适用于制备膨润土胶体。
B、 EFKA－5064/5066与多种树脂（醇酸、氨基树脂、硝化纤维、聚丙稀胺等）有良好相容性能，均为高效的湿润分散剂，可以阻止涂料体系产生发花现象。
C、 EFKA－4046/4047专门设计用于高档汽车面漆、金属表面涂层用的分散、湿润剂，二者均可减少颜料研磨时间，提高着色强度及改进分散体的稳定性。其中EFKA－4046适用于无机及有机颜料的分散；而EFKA－4047尤其适用于一些难以分散的颜料品种。
D、 EFKA－6745是适用于酞菁颜料的衍生物协和分散剂，它可以改性或使表面活化，进而强化高分子分散剂，使之易于在粒子表面上牢固结合，提高着色强度，减少分散体的浮色现象。
E、Efka近期还提供了2种革新型产品Efka4300和Efka4330，它们基于新型的聚合物类型。这种新技术-可控游离基聚合可使具有狭相对分子质量分布的特制的烯酸嵌段共聚物设计得以实现，并成为工业上用此方法制成的第一批聚合物分散剂。这种新型高相对分子质量分散剂用于高性能溶剂型汽车面漆（包括修补漆）、卷材涂料、双组分聚氨酯涂以及其它一般工业涂料中，降低粘度、高颜料荷载量、较好的颜料稳定化作用和宽阔的相容性方面具有突出的优点。Efka-4330用于所有溶剂型高性能涂料、工业涂料以及最低树脂的颜料浆方面作颜料解絮凝剂用。
总之，上述各类高分子分散剂，用量在2％－10％，可以大幅度降低物料粘度，并且推荐用于如下各颜料品种：C.I.P.Y.173(Sandonrin Yellow 6GL)、P.O.36(Novoperm Orange HL 70)、P.R.170（Novoperm Red F3RK）、P.R.178（Paliogen Red L3910HD）及P.R.179（Paliogen Marron L3920）等
4.Elvacite系列分散剂
美国Du Pont公司推荐的商品Elvacite亦属于高分子分散剂，适用于印墨、工业涂料及汽车面漆中。由于分子中含有与颜料表面结合以及提供立体障碍的嵌段共聚物结构，可以有效地分散低活性的颜料粒子，降低粘度，提高研磨效率，与多种树脂连结料有良好相容性。
5. Hypersol系列超分散剂
丹麦KVK公司推荐一系列适用于印墨的湿润及分散体稳定分散剂，以牌号Hypersol超分散剂出售。该产品可以提高印墨着色强度，改进墨性。该公司出售此类分散剂是成套配合使用，如设计合增效剂，与分散在高沸点石油醚中的高分子分散剂Hypersol L4744配合应用；专门用来制备联苯胺系黄色颜料分散体的黄色协合增效剂Hypersol L4708；而Hypersol L4742及L4744则属于聚酯结构的高分子分散剂，适用于有机洋红色原及无机颜料。
|6.Solsperse系列超分散剂
英国ICI公司出售的高分子分散剂，其生产技术受到严密封锁，产品以垄断价格出售牌号为Solsperse hyperdis-persants,具有如下
特点：可以明显地降低研磨基料的粘度；提高研磨分散速率，增大固体含量从而提高生产能力；提高着色强度从而降低颜料成本.
该类高分子分散剂同样包括两类:一是有色的协和增效剂,含有与处理的颜料相似的分子结构,以有助于吸附于本体颜料表面,并使之改变极性,再与高分子分散剂相结合；二是特定结构的无色高分子分散剂。
近期ICI公司在原有的16种商品基础上，又增加多种新的超分散剂商品推向市场，获得良好的分散效果。
近年由德国ZENECA特种化工公司补充推荐的适用于汽车/工业涂料体系的超分散剂，包括原有的Solsperse27000、28000品种及新增加的两个品种：Solsperse26000、24000SC（适用于高沸点脂肪烃溶剂）。后者24000SC，系采用冷喷雾冷却加工的新产品剂型，与原来品种24000GR相比，能更快速地溶解于多种溶剂中，如在乙酸乙酯、甲乙酮MEK）、甲苯、二甲苯等溶剂中只需2－5min即可溶解。依据分散剂溶解特性以及结构特性，对于非极性溶剂有一些典型的用途。其中以酞菁蓝（P.B.15:3）为例，在研磨基料中添加高分子分散剂与不添加分散剂，以三辊进行研磨分散，配方组成如表8所示，配方中连结料为醇酸、苯酚改性树脂、中性烃树脂及稀释剂；可见颜料及树脂的固体含量明显提高，颜料/连结料质量比从0.7增加至1.43。其后Avecia助剂公司2003年开发了6种新产品，包括5种改善流动性的水性涂料用增稠剂。这5种新型超分散剂用于无溶剂体系，如Solsperse39000用于UV固化涂料，Solplus L300用于粉末涂料。Solplus K200和Solplus K210用于将颜料分散到增塑剂。据该公司称，它们被用来优化特定的施工工艺，让颜料分散过程更有效率，改善了最终涂料的流动性和施工性能。
7．CH型高分子分散剂品种
近年由上海三正高分子材料公司也研制开发了CH系列超分散剂。该系列产品属聚合物颜料表面处理剂，分子中含有锚式基团及溶剂化链，适用于制备易分散型并在使用介质中有良好分散稳定性的颜料，产品类型大致分为3种不同锚式基团，分别适用于：
a、无机颜料及极性有机颜料；b、弱酸性有机颜料；c、非极性或疏水性有机颜料。
综上所述，高分子多功能分散剂已为众多的研究者重视，与经典分散剂相比，尤其在制备非水溶剂型颜料分散体中，高分子多功能分散剂不仅加速湿润作用，降低粘度，提高研磨效率，而且大幅度提高着色强度和分散体系中含固量，并通过高分子碳链立体屏障效应，明显提高分散体系稳定性，因此高分子分散剂已在油基印墨、涂料工业中发挥了重要作用。不仅如此，近十年来正在开发在其他领域的应用，诸如作为润滑剂的添加剂；油基钻孔液体流变性能添加剂，以降低粘度，加快循环速度，不增加钻孔阻力（ICI公司产品牌号：Hypermer OM1）；以及磁性材料中应用的添加剂等。可以预计，随着对该领域相关基础理论的深入研究，必将开发出更多具有实际意义的高分子分散剂以满足各种特定的要求。

[ 本帖最后由 ucoat 于 2008-9-13 19:18 编辑 ]