怎样平衡助剂之间的协同和矛盾

榴连

     多年以前，笔者参加一个涂料供应商的研讨会。一位德国专家当时说出了这样一句话：“最好的配方，是无助剂的配方”！这个说法当时令我感慨万千。但这位德国专家当时是为了推广他们的一个功能性树脂，这款树脂有防沉功能（其实就是SCA改性）、有流平功能（降低分子量、引入硅氧烷）、有润湿分散的功能（引入极性基团），总之一个字：好！就是好！

要论证这个讲法，我们首先要认识到，为什么要加助剂？

加助剂，是因为现有的配方有缺陷！例如颜料分散不好，发生絮凝了，颜色展色性不好，我们需要加入润湿分散剂；流平差了，有桔皮，就加入流平剂；耐候性不佳，加入紫外光吸收剂和受阻胺光稳定剂可以改善；泡沫多了，就加入消泡剂；附着力太差了，就加入附着力促进剂、硅氧烷偶联剂；有沉淀了，我们加入防沉剂……

是否有一个树脂——即使加上所有活性基团做改性——能同时具有以上所有的性能呢？是否具有了以上所有性能就不会引起其它缺陷呢？

不可能！不可能有这样的树脂！或者即使有了，价格因素也是绝大多数人所不能接受的，同时这样的树脂或多或少会有其他性能方面的问题。所以，德国专家讲的，仅仅是一个概念。在涂料的组份中，助剂，好比烧菜的油盐酱醋，没有它们，我们照样吃饭，可是我们吃不好！

那么，是不是只要发现什么缺陷，就加入相应的助剂呢？所谓的“对症下药”，是不是可行呢？比如说，泡沫多了，我们加消泡剂；发现又缩孔了，我们加入抗油剂；发现影响附着力了，我们再加入附着力促进剂……

要讨论这个话题，又要讲到每个助剂的协同效应了。

从制漆的最早部分开始吧——制造色浆。一般来说，需要加入分散剂。分散剂的筛选并非大家想象的那么简单，颜料是否分散和稳定好，是否有絮凝等，将会对很多性能产生影响。例如颜料不絮凝，粒子不会变大，更倾向于布郎运动，重力作用会减弱，故而具有一定的防沉效果（例如图1是混研磨色浆采用不同的分散剂，经过贮藏后的防沉效果），也就是说，防沉剂可以不加或少加了！

图1 不同分散剂对防沉的影响                                         图2 不同分散剂的罐内浮色发花效果

颜料分散稳定了，浮色发花的现象也会减轻，那么防浮色发花剂或降低表面张力的有机硅流平剂就可以少加了。（例如图2 采用不同分散剂，贮藏后的罐内浮色发花现象有明显差异）

分散的效果越好，涂膜的光泽一般会越高，颜色也越鲜艳（对于黑漆，则是黑度越高；对于白漆，则是白度越高），所以增光剂、荧光增白剂等就可以不用或少用了。

分散剂还对粘度产生很大影响，例如图3，是相同的配方加入不同的分散剂，粘度的差别就很大。利用有些受控絮凝类的分散剂增稠的特点，还可以少加或不加增稠剂。

图3 不同分散剂对粘度的影响                                                               图4 分散剂对流平及色相的影响）

分散的好坏还会直接影响漆膜的流平。一般来说，分散的效果越好，流平效果也会越佳。例如图4，采用不同的分散剂，除了颜色产生极大的差异外，流平性也有差别，这在刷涂或辊涂的涂料中表现更加明显一些；

除此之外，分散剂还对色浆的透明度、遮盖力甚至涂料的耐候性产生一定的影响；如果做得好了，便是良性的影响，这就是分散剂所产生的协同效应。

助剂除了有协同效应，有时也会和其他助剂产生矛盾。例如BYK-104S、EFKA-5065、德谦904S及Tech-504S，都是相同结构的受控絮凝类的分散剂，分子中含有三个羧基基团，形成Y形结构，其中一个或两个会和颜料尤其是无机颜料亲和，另一个（或两个）会与其它分散剂形成氢键结构。所以，这种分散剂会有增稠、触变及稳泡的效果。也就是说，它具有一定的防沉、防流挂及防浮色发花效果，但对消泡不利。另外，这种分散剂中含有少量聚醚改性的有机硅，在烤漆尤其是卷材涂料体系中添加量过大时对重涂可能会存在影响。

再如普通的高分子分散剂的锚定基团比较分散，并不会全部吸附在颜料表面（受控自由基类分散剂要好多了）。这些锚定基团多是一些极性基团。所以，如果分散剂过量使用，可能会对涂膜的其它性能产生影响，例如耐水性、耐化学品性、耐溶剂性或耐候性。

多年前我曾在醇酸氨基黑烤漆中，使用过一支分散剂，性能及展色力均不差，当时一时大意没有检测漆膜性能，因为以前采用别的分散剂时已经检测过了。结果样漆送到客户那里试样，大面积剥落——这支分散剂在该体系中严重影响附着力！

再谈一谈消泡剂。为什么加入消泡剂？因为有泡沫！为什么有泡沫？因为有表面活性剂！为什么有表面活性剂？因为分散剂、流平剂中（当然，还有其他组份中）含有！也就是说，有些分散剂及流平剂稳泡！

然而加入消泡剂就一定解决了吗？例如EFKA-2020、BYK-052、Tech-452，这三支消泡剂都具有非常好的消泡效果。然后，如果直接加在涂料中而没有经过充分的研磨或高速分散，就很容易引起缩孔。相对安全的消泡剂，其消泡效果又不完全好。这就是矛盾！而且消泡剂的原理就是利用与体系间的不相容性，这种不相容可能会对光泽及流平产生不良的影响。这也是矛盾！

再如BYK-306、Tech-206、Tech-233A等，都是流平效果非常好的流平剂。但是这类流平剂由于相容性非常好，所以有点稳泡，这就是矛盾了。而BYK-354、Tech-154、Tech-177等丙烯酸酯类或氟碳改性丙烯酸酯类的流平剂，短波流平效果虽然没有硅类的流平剂优秀，但却有一定的消泡效果，这又是协同效应了。

再如聚酰氨蜡防沉剂6900，不但防沉效果好，用在铝粉漆里还有定向作用，这便是协同效应！但如果用得不恰当或分散时温度过高，就有可能稳泡、影响流平、甚至返粗！

所以，助剂并不在于用最好的最贵的！也不是加得越多越好，更不是哪有问题了就加入哪类助剂去解决。用的合适才是最佳的方案。价格昂贵的助剂如果没有用到刀刃上，反而会起负面的作用。而有些常规的助剂如果用得正确，往往能发挥神奇的功效！

极致的应用助剂的例子：分散剂选对了，漆膜流平不错、不稳泡、展色性好、降粘好、不沉降；加入合适的流平剂，流平效果更好了；消泡剂——不需要！防沉剂——不需要！防浮色发花助剂——不需要！防缩孔剂——不需要！……

反面的例子是：首先分散剂用得就不好，流平不好了，加大量流平剂；稳泡了，加消泡剂；沉降了，加防沉剂；消泡剂加入后缩孔了，加抗油剂；抗油剂加了一段时间，流平又差了，再加抗油剂；污染环境及其它涂料了，统统加抗油剂……

掌握好了助剂之间的协同与矛盾，你可以节省很多成本，可以做出更好的涂料。记得《射雕英雄传》里黄蓉为了让洪七公教郭靖武功，竭力做些美味来吸引他。最后做的是青菜和豆腐，郭靖很奇怪，青菜豆腐有什么花样？洪七公说了，青菜豆腐做好了，才最显厨艺！青菜豆腐做好了，才是做厨师的最高境界！