涂料顏料分散劑的作用及分散過程原理

作者：小曉日期： 2024-11-27 文字大小：大中小

涂料顏料分散劑的作用

分散劑是涂料中不可缺少的重要組成部分，其用量過小則不能顯示其優點，過多也會影響它研磨之后的穩定性，這主要是因為過度擁擠的分散劑不能進行充分拉伸，分散劑在顏料表面的溶劑化鏈上，大量游離的分散劑會對涂膜產生負面影響。在實際操作過程中，可根據理論規則計算出分散劑的適當用量，然后觀察分散劑用量對分散體系粘度、涂膜光澤度和著色力的影響。當分散劑用量適中時，分散體系的粘度有一個明顯的最小值，而涂膜的光澤和著色力有一個最大值。

一.為什么要使用分散劑

在涂料中，顏料大多是被制成懸浮液來使用的，顏料的粒徑分布廣泛，一般在0.05μm至1毫米之間。而當顏料粒徑在0.05μm至0.50μm之間時，顏料具有較好的著色力、光澤、遮蓋力和耐候性。顏料制造過程中形成的最小顆粒稱為原始顆粒，它們以單晶或一組粒徑非常小的晶體存在。而原始顆粒之間由表面到表面結合形成的團塊稱為團聚體，團聚體相對緊密，一般分散設備很難將其分散成原始顆粒。而原來的顆粒和聚集體通過范德華力結合，形成較大的顏料顆粒團塊，稱為團聚體。團聚顆粒之間以點、邊、角接觸，顆粒間作用力小，可分散成原顆粒通過機械力形成的碎石或集料。

我們希望顏料分散成原始粒子的懸浮液（理想情況下），或者至少是集合體和原始粒子的懸浮液。但體系的趨勢是從高能態向低能態恢復，因此以細顆粒分布的顏料容易聚集成絮體。從結構上看，絮狀物和團聚體非常相似，但絮狀物中的顏色是樹脂溶液而不是空氣，此時如果我們添加分散劑就會阻止或減緩絮凝的發生。

二.顏料分散過程

顏料的分散過程由潤濕、分散和穩定三部分組成。潤濕過程中，顏料表面的空氣和水蒸氣被樹脂溶液取代，固/氣兩相（顏料/空氣）轉化，或者為固/液兩相（顏料/樹脂溶液）轉換。這時分散劑，尤其是低分子潤濕分散劑，可加速潤濕過程，在分散過程中，主要依靠機械能的作用，顏料團聚狀態被打破成更小的顆粒，進入均勻分散的狀態，第三步是穩定化過程，利用分散劑保持顏料分散狀態穩定，防止絮凝現象的發生，根據吸附在顏料表面的粘結劑種類和分子結構，促使懸浮液獲得穩定狀態，分散劑尤其是高分子分散劑對顏料顆粒的穩定性有著重要的作用。

三.分散劑的作用

分散劑在涂料生產中起著非常重要的作用。分散體系的穩定性可以避免許多涂料問題和薄膜缺陷。若配方合理，加入適量分散劑，可有效降低成本，提高涂料性能。為了使顏填料在涂料體系中充分發揮作用，分散劑的應用和合理選擇是必要的。在分散顏料之前，必須了解顏料和分散劑的結構，很多涂料技術人員或管理人員會認為添加分散劑會增加成本，其實不然。穩定的顏填料體系可以避免后續的許多問題，從綜合結果來看，分散劑的合理篩選和添加適量，可以節約成本，大大提高涂料的各項性能。

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