揭开助剂的神秘面纱

wyj7506

目前了解到的评估方法有量筒法，高速搅拌法，循环法，鼓泡法和震动法等相对比较简单些，再不就是涂装试验了。原理基本都一致，先设法使体系发泡，在比较泡沫高度，及随时间的变化快满情况。
再接着讨论个问题，这也是实际中常见到的问题，就是缩孔问题，从理论上讲，有没有不可解决的缩孔问题？为什么？

wyj7506

可能扯远了。再回到主题。关于分散剂的：分散剂的种类很多。同样也有丙烯酸类，聚氨酯类，磷酸盐类还有好多其他种类的。我想这个最关键的侧重点应该转移到了官能基上了，同时考虑到不同颜料的表面特性，表面的酸碱性，表面的活性部位，还有表面的电位情况等等。但从分子量上来讲，带有合适官能基的分子量小点的对润湿更为有利，大点的带的官能基或者可与颜料作用的基团更多些也不错，功能可能会有所转移，侧重于包覆。
还是请JOHNSON接着说一下关于分散剂的结构方面的特殊性吧。

johnson

原帖由 wyj7506 于 2008-5-15 19:44 发表
目前了解到的评估方法有量筒法，高速搅拌法，循环法，鼓泡法和震动法等相对比较简单些，再不就是涂装试验了。原理基本都一致，先设法使体系发泡，在比较泡沫高度，及随时间的变化快满情况。
再接着讨论个问题，这也 ...

消泡剂的评价主要还是一些传统的方法，并且副作用的评价通常和消泡能力的评价同样重要。一般来说，漆膜由于助剂引起的弊病里面，消泡剂占得比重最大，所以这方面需要特别小心。

从理论上说，我认为不存在无法解决的缩孔问题。

johnson

原帖由 wyj7506 于 2008-5-16 12:57 发表
可能扯远了。再回到主题。关于分散剂的：分散剂的种类很多。同样也有丙烯酸类，聚氨酯类，磷酸盐类还有好多其他种类的。我想这个最关键的侧重点应该转移到了官能基上了，同时考虑到不同颜料的表面特性，表面的酸碱性 ...

所有的分散剂从结构上讲，都属于是两亲型分子，有一头亲颜料，另一头亲介质，小分子的分散剂就是我们常见的各种表面活性剂，而高分子型分散剂在结构上有其特点，可以讨论的内容很多，我们以后的篇幅里面会逐步介绍。

wyj7506

原帖由 johnson 于 2008-5-17 01:07 发表

消泡剂的评价主要还是一些传统的方法，并且副作用的评价通常和消泡能力的评价同样重要。一般来说，漆膜由于助剂引起的弊病里面，消泡剂占得比重最大，所以这方面需要特别小心。

从理论上说，我认为不存在无法解 ...

可能是吧，这个应该说要看怎么处理，最理想的是对原漆膜不造成不必要的破坏。否则这个标准就不好说了。另外有些体系如果已经用了表面张力极低的树脂，还用了大量的助剂，这就很难说了。你也听说过一种手都拿不住的漆。还有你曾经说到一种特殊的由针孔引起的毛细现象。
另外，当为了解决这个问题要买的助剂太贵使得成本太高，还不如采用破坏漆膜的方法时，这种用助剂解决问题的方法可取性就太差。
不过听到你这么说很欣慰，因为我们更有信心了。

wyj7506

原帖由 johnson 于 2008-5-17 01:22 发表


所有的分散剂从结构上讲，都属于是两亲型分子，有一头亲颜料，另一头亲介质，小分子的分散剂就是我们常见的各种表面活性剂，而高分子型分散剂在结构上有其特点，可以讨论的内容很多，我们以后的篇幅里面会逐步介 ...

知道你很忙，但还是期待能尽早的了解一些，不光是我，好多朋友都是如此。

johnson

实在不好意思，前段时间出差较多，帖子更新的不够及时，请大家见谅！

前面说过丙烯酸酯类流平剂和消泡剂的基本结构，接下来聊聊丙烯酸酯类分散剂的基本结构，丙烯酸酯类分散剂从使用角度其实还分两大类，一类是常见的水性体系的丙烯酸酯胺盐，钠盐类的分散剂，这类分散剂很早就已经出现并广泛运用到了水性涂料的生产当中，这类助剂结构简单明确，我们在这里暂时不做过多的讨论；另外一类就是丙烯酸类的高分子型分散剂，准确的说是具备锚固基团与溶剂化链段组合形势的分散剂，这类分散剂目前在一些高档涂料当中有广泛的应用，也是我们在这里要介绍的品种。

丙烯酸酯类分散剂的结构也非常多变，源于丙烯酸酯单体种类的日益丰富，为了简化结构，我们选择最基本的结构来做一说明，以下结构可以看做最基本的丙烯酸酯高分子型分散剂的结构—（CH2CHCOOR）a—（CH2CHCOOCH2CH2N(CH3)2）b—（CH2CH2COOH）c—（CH2CHCOOCH2CH2CH2(OCH2CH2)nOH）d—，其中R基团是烷基或者为了提高润湿效果部分采用含氟烷基，a链段主要为了调整整个分散剂的溶解性，a链段越少，极性越高，逐渐会从油溶性转向水溶性，b链段是锚固基团，丙烯酸二甲基乙醇胺酯是丙烯酸酯超分散剂里面常用的锚固基团单体，该锚固基团对于碳黑以及其他有机颜料均有较好的吸附能力，当然，对于不同的颜料，也有其他的含氮单体可以选择，c链段也是锚固基团，主要用于对无机颜料的锚固，d链段含有长链的聚醚链段，很明显，该链段是作为溶剂化链段，长的聚醚链在体系当中伸展开来，可以阻止不同粒子之间相互靠近，从而达到稳定颜料的作用，同时聚醚链段里面单体的调整也是调整整个分散剂极性的一种手段，决定了该分散剂适用于何种极性的体系。

以上的分散剂从结构上讲是一种梳状结构，这也是高分子型分散剂常见的一种结构。

wyj7506

不知道在这些组合中有没有不含活性氢的结构同时又有较好的分散效果，可以做通用色浆的那种，但是又适用于PU体系的。不含活性氢的分散剂是有，但不知其通用性性如何？

johnson

原帖由 wyj7506 于 2008-6-14 18:38 发表
不知道在这些组合中有没有不含活性氢的结构同时又有较好的分散效果，可以做通用色浆的那种，但是又适用于PU体系的。不含活性氢的分散剂是有，但不知其通用性性如何？

一般来说，分散剂里面的氨类锚固基团都是以叔氨基或者季胺盐为主，主要原因就是为了防止用于PU体系的时候与固化剂反应，含伯氨基的分散剂很少用于PU体系，除了氨基，还有一种锚固基团就是芳香环类（比如苯环，萘环等等），这类锚固基团主要通过P电子云共轭效应与颜料粒子进行锚固，很多通用色浆的分散剂都含有此类基团。但是这一类锚固基团也有一个缺点，就是和氨基相比较，他们对无机颜料没有任何亲和力，一般只适合分散有机颜料。很多时候为了增加分散剂的通用性，还是要共聚少量的氨类基团。

wyj7506

谢谢Johnson。我这里更想了解的是用于单组分pu体系的较为理想的分散剂。其实叔胺类对pu也有很强的催化作用。目标分散剂或者单用或者合用能基本满足普通的各种需求。我之前找到了一类分散剂，分子链中以部分醚键和叔胺为主，没要样品验证过实际效果。不知你对这方面的看法如何？

johnson

原帖由 wyj7506 于 2008-6-15 05:37 发表
谢谢Johnson。我这里更想了解的是用于单组分pu体系的较为理想的分散剂。其实叔胺类对pu也有很强的催化作用。目标分散剂或者单用或者合用能基本满足普通的各种需求。我之前找到了一类分散剂，分子链中以部分醚键和叔胺 ...

对于你的体系，个人认为以芳香环为锚固基团的分散剂可以满足你的要求，另外如果锚固基团是季胺盐，其催化作用也不是很强，可以使用。建议你试一下solseperse-27000

wyj7506

谢谢johnson，之前的一个回帖不知为什么看不到了。
这次话题再扯稍远点，就是非丙烯酸类树脂对于颜料的润湿性问题，入用量很大的醇酸树脂，从理论上分析，其结构上除了羟基，羧基等官能基还有分布，分子量等对润实行有多大影响，有没有一个较为确定的规律，比如选用用于FW200分散的树脂，有很多厂家都作基本接近的通用树脂，可用于几乎所有颜料的分散，但是它们之间的差别却可能很大，这是经过对比的，甚至有些国外的推荐的树脂都是如此。

johnson

醇酸树脂对颜料良好的润湿性能一般认为是由于醇酸树脂含有大量的长链饱和脂肪烃或者不饱和脂肪烃基团，由于这类基团的存在，醇酸树脂相比一般的聚酯树脂，具有更低的表面张力，从而有更好的润湿能力，当然，里面含有的一些极性基团对于润湿也很有帮助，另外一点，就是由于醇酸树脂合成的反应机理，里面含有大量的很低分子量的组分，这类低分子量的组分也具有更好的润湿颜料的能力。

wyj7506

也就是说，不同厂家的醇酸树脂，润湿性的差别最主要在于所用的油的种类和油长。羟基组分其实也有影响，不同的羟基单体，其造成的两个主链羟基之间的距离不同，支链长度也不同，对颜料的作用点和范围也有影响。低分子量组分的影响其实经验已经说明，对于组成接近的醇酸树脂，粘度低的常常有更好的润湿性。

johnson

原帖由 wyj7506 于 2008-6-19 13:40 发表
也就是说，不同厂家的醇酸树脂，润湿性的差别最主要在于所用的油的种类和油长。羟基组分其实也有影响，不同的羟基单体，其造成的两个主链羟基之间的距离不同，支链长度也不同，对颜料的作用点和范围也有影响。低分子 ...

完全同意你的观点

wyj7506

通常的热塑性丙烯酸体系对颜料的润湿分散性很差，最主要的原因，在一班人认为是因为缺少极性基团，那么这样的体系的表面张力如何呢？一般也认为其表面张力是要小于醇酸类的。在这里为什么润湿性如此差？

johnson

润湿首先是一个动态过程，同样条件下，分子量越小，润湿越快，涂料中用的润湿剂一般也都是小分子化合物。热塑性丙烯酸树脂的分子量一般都在七八万以上，属于比较高分子量的，所以润湿效果会差一点，而醇酸树脂里面分子量小于一万的占有一定比例，这部分是润湿效果很好的；另外其中极性官能团较少也是一个原因，不过印象中从表面张力来看，似乎丙烯酸树脂应该也比醇酸略高吧，不过也要看丙烯酸树脂的单体组成，因为丙烯酸树脂通过选择单体，表面张力的可变化范围很大。

wyj7506

最主要应该是分子量，之前也这么认为，用了很多低粘度丙烯酸树脂，把固含的事经常忽略了，丙烯酸的通常固含要低些。
之所以认为丙烯酸树脂的表面张力小是因为在塑胶漆上和一些较难附着的底材上，通常用丙烯酸比用醇酸类要好,或者优选丙烯酸。

wyj7506

还有一点，就是醇酸树脂相对支链化程度更高些，这些一方面会影响粘度，同时也会影响润湿分散性。

johnson

丙烯酸酯类附着力促进剂：

丙烯酸酯类化合物，除了前面提到的可以用作流平剂，消泡剂，分散剂之外，还可以用作附着力促进剂，下面就是一种丙烯酸酯附着力促进剂的基本结构：—（CH2CH2COOH）a—（（CH2CH2COOCH3）x（CH2CH2COOC4H9）y（CH2CH2COOCH2CH2OH）z），在上述结构中，丙烯酸是一个嵌段，另外三种单体混合共聚组成第二个嵌段，用活性自由基聚合的方法合成。在结构中，丙烯酸嵌段提供对底材的附着力，另一个嵌段提供对树脂的亲和力（在双组分和氨基体系里面羟基还可以起到参与交联的作用，增加附着力）。该助剂对于一些难附着的金属底材等等都有很好的附着力。

从上面的一些讨论可以知道，同样一类丙烯酸酯化合物，选择不同的单体和化学结构，可以做成各种不同结构的助剂，所以一种化合物能否用作助剂，可以用作什么助剂，完全是看他的结构是否具有成为某种助剂的基本结构。而掌握不同种类助剂结构上的基本架构，则是助剂研发的核心技术了。