从监管和化学的角度来看,事情会发生变化,特别是当你谈论生物基产品或你需要在一个系统中分散的东西的时候。随着时间的推移,越来越少的使用溶剂型涂料以及使用的增加炭黑而新型有机颜料则要求颜料上的分散剂固体含量高达200%。分散剂一般是高分子量和高粘度的。
做一个宽泛的陈述,只有钠,钾,铵分散剂很多年了。还有其他一些用于特定应用程序的功能,例如色素泥浆甚至大豆卵磷脂着色剂。但在许多应用中,颜料的变化需要分散剂的类似变化。这不足以改变分散剂的分子量。为了在实验室中更快地分散材料,发明了设备,从而扩大了生产规模。
分散剂是一种在液体介质中增加颜料悬浮液持久性的添加剂。颜料分散步骤是涂料制造过程中最具挑战性和时间/能源消耗的部分。这通常是因为固体(颜料和扩展剂)和液体(聚合物和溶剂)之间的表面能的差异。研磨的团聚体解离成分散的颗粒。在此过程中,分散剂(表面活性剂)主要用于防止颜料和扩展剂颗粒的再结合。分散剂被吸附到颗粒上,并通过电荷斥力效应(离子分散剂)或空间效应(非离子分散剂)阻碍颗粒的接近。
分散剂和润湿剂被用来稳定颜料分散。他们经常使用空间位阻来避免色素颗粒的絮凝。由于分散剂是用来帮助固体的细颗粒悬浮在液相中,它必须能够完全湿润固体颗粒,并消除颜料和液体介质之间的任何空气。分散剂的作用是在颜料颗粒的表面被吸收,分子的另一端暴露在外,通常是带电的。像电荷相斥一样,独立涂覆的颜料颗粒相互排斥并保持均匀分散。
因为每种颜料在化学性质上都有很大不同——有些会被水吸引,有些则不会——所以分散剂的化学性质必须有所不同。颜料分散剂是改善颜料润湿性和增强颜料悬浮性的必要手段。分散剂的选择取决于颜料的性质,以及涂料是水性的还是溶剂型的。分散剂可用于有机和无机颜料系统以及溶剂和水性系统。颜料分散是涂料生产中最重要、最关键、最复杂的工序之一。
在湿润阶段,粉碎机中的液体取代颜料表面的空气。由磨机施加的剪切力是分解颜料团块所必需的。当颜料颗粒充分分散时,颜料颗粒表面的分散剂会阻止颜料的再凝聚。
由于其疏水性质,有机颜料在水介质中难以分散。两性性质的表面活性化合物通常对特别疏水的有机和无机颜料都有效。
在水体系中,分散剂必须分散颜料,并在颜料和分散介质(即水)之间形成隶属关系。对于碳质材料,如碳纳米管,尤其如此。市场上有离子亲水(亲水)和亲油(亲脂)两种类型。分子的疏水部分被颜料粒子吸引,并用离子层包围颜料粒子。通过相互排斥发生色素分离。这些不能依赖于罐内稳定性,需要与非离子表面活性剂一起使用。离子、阴离子和两性表面活性剂对于良好的分散性也是必不可少的,并有助于优化乳胶漆系统的隐藏力、流动和平整。
颜料在溶剂型树脂体系中通常更容易分散;然而,高固相体系有时会出现色素絮凝问题。这可能是低分子量聚合物或低聚物对颜料的缓冲作用较小的结果,从而允许更紧密的颜料到颜料的接触。这些是零voc和烷基酚,允许重新制定现有平台,以符合新的要求。两性分散剂已被开发出来,可以有效地防止炭黑和其他有机和无机颜料在高固相体系中的絮凝。这些分散剂也能保持粘度,有时也加入乙炔二醇。另一类广泛使用的分散剂是以大豆卵磷脂为基础的。这些多年来一直用作颜料润湿剂、研磨助剂和油树脂配方中的分散稳定剂。这类剂也可溶于水或水分散形式。这些在乳胶配方中被用于几乎相同的应用。 The water-compatible versions are also very useful in formulating universal colorants and as agents in both water and solvent formulas to improve universal colorant compatibility and color development. Typically, pigments are used to modify the optical properties of a cured film by introducing decorative color, enhancing opacity or controlling gloss. In addition to promoting visual effects, these materials are also commonly used as流变学修饰符,填充剂而且腐蚀抑制剂.然而,在所有情况下,有效地促进所需功能的关键在于控制涂料配方中添加的颜料的分布和粒度的能力。
当然,第一个因素是添加剂对润湿和分散性能的影响;第二个因素是添加剂对配方涂料体系中所有性能影响的总和。
其他资源:
http://www.inkline.gr/inkjet/newtech/tech/dispersion/
用于工业水性系统炭黑的新型特种分散剂| 2021-05-05 | PCI杂志
通过活性分散剂技术提高耐久性-美国涂料协会(paint.org)
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我记得在60年代使用吗啡啉大豆脂肪酸的美好时光。
优秀的文章。
如何区分由絮凝引起的沉降和由重力引起的沉降?
如果你用显微镜观察这些颗粒,如果它们确实絮凝,你会看到絮凝(一组粒子粘在一起),如果它是由重力沉降或完全不沉降,你会看到单个颗粒。