粘度法有助快速选择水性色浆润湿分散剂

作者：广州番禺科迪色彩有限公司

欢迎访问e展厅 展厅 4 涂料/油墨/染料展厅 涂料, 油墨, 颜料, 染料, 色漆, ... 颜料的润湿性主要取决于颜料表面的化学和物理特性。颜料的分散包括三个过程：颜料粒子表面吸附的空气被分散介质所代替，即润湿过程；颜料聚集体在机械力作用下破碎，形成原生粒子或较小的聚集体，即机械粉碎分散过程；防止分散后的颜料粒子或较小的聚集体再聚集，即稳定过程。想要获得比较稳定的颜料分散体系，必须依靠润湿分散剂的帮助。 润湿分散剂的发展趋势之一是向高相对分子质量发展。近年开发的具有颜料亲和基的高分子聚合物分散剂分子量更大，在颜料表面上吸附牢度更强，空间位阻效应更强，使水性色浆的颜料分散技术得以快速发展。这类分散剂是一类新型高效的聚合物型分散助剂，克服了传统分散剂在分子结构上的局限性， 在水性体系中具有良好的分散效果。它主要通过锚固基团吸附在颜料颗粒表面，通过亲水性溶剂化链分散在水中， 进而能够快速而充分的润湿颗粒，增加其在水中的亲和力；通过空间位阻作用和双电层作用，使分散的颜料颗粒不容易聚沉或絮凝，增加分散体系的稳定性。 颜料的润湿和分散是色浆生产的关键，本文根据科迪公司常用的润湿分散剂，针对不同颜料色粉特性，对润湿分散剂的选定提供一种快捷方法，为以后产品的改进和研发提供一定的依据。 实验部分 实验试剂及设备 润湿分散剂、颜料等色浆配方组成所需原材料： 广州市番禺科迪色彩有限公司提供； 色差计： 美国DATACOLOR；旋转粘度计：广州市标格达实验用品有限公司；分散机、恒温恒湿干燥箱、涂布器：上海现代环境工程技术有限公司；电子天平、烧杯：市售。 实验采用方法：粘度法 将润湿分散剂和水按照一定比例在高速分散机下（500 r/min）均匀混合， 然后添加颜料，在1500 r/min 下，分散15 min（文中除特殊说明，所用的分散剂：水：颜料均按照4：1：5 的比例）， 测定其分散液的旋转粘度。然后分析对比，筛选合适的分散剂进行配方验证。 实验结果与讨论 从表1 可以看出，由于酞菁绿本身密度稍大，大多分散体系在静置一段时间后都出现结底的现象，这样可能在同等条件下选择。从表中可知，润湿分散剂B 无论是分散状态还是体系的粘度， 都能说明对酞菁绿的分散状态比较好， 其次分散状态较好的为润湿分散剂D、F、E 、C 和G。所以考虑以润湿分散剂B 为主分散剂，并与其他几种分散剂进行搭配。表2 为研磨实验后助剂选择的验证实验结果。 色浆研磨后状态：粘度小，流动性良好。 将以上三个配方色浆在涂料中的展色力对比如下（以1# 为标准） 颜色指标是采用电脑测色仪得出的结果，这里： △ L 表示明暗度。如为正值，说明明暗度较亮：负为较暗。 △ a 表示偏红或偏绿。如为正值， 说明偏红：负为偏绿。 △ b 表示偏黄或偏蓝。如为正值， 说明偏黄：负为偏蓝。 △ E 表示总色差。 △ str 表示着色力差。（下面的相同内容均不再做说明） 以上三种配方分散分散状态良好， 从表2 可知，配方1# 展色力最好，即说明润湿分散剂B 和D 搭配，色浆的着色力明显提高，这与粘度法对分散剂的选择的结果一致。 从表3 从可以看出，对于颜料红萘酚AS（P.R.112）有较好的润湿效果的较好的是润湿分散剂E、B、A，其次为H 和G。现将分散剂E 作为主润湿分散剂，搭配其他分散剂研磨色浆。配方1#（E&B），配方2#（E&A），配方3#（E&H），配方表在此不一一详述。 色浆研磨后流动性：2# ＞ 1# ＞ 3# 将以上三个配方在涂料中的展色力对比如下（以1# 为标准） 以上结果表明，配方2# 流动性和展色力均最好，即说明润湿分散剂E 和A 搭配，色浆的着色力明显提高， 流动性明显要好，这与粘度法对分散剂的选择的结果一致。 表4 可知，对于颜料碳黑（P.BK7） 有较好的润湿效果的较好的是润湿分散剂D、M和F，其次为N，所以对润湿分散剂D、M、F 和N 进行搭配。配方1# （D&M）, 配方2#（D&F）, 配方3#（D&N）。 色浆研磨后的流动性比较：1# ＞ 3# ＞ 2# 将以上三个配方在涂料中的展色力对比如下（以1# 为标准） 以上结果表明，润湿分散剂D 与M 组合，无论是色浆研磨后的流动性还是展色力都要优于其他分散剂。这也验证了粘度法的结果。 从表5 从可以看出，对于颜料黄（P.Y74）有较好的润湿效果的是润湿分散剂B、G、L 和A，其中润湿效果最好的是润湿分散剂B，要优于其它试剂。将以上几种润湿分散剂搭配，组合配方1#（B&G）, 配方2#（B&L）, 配方3#（B&A） 以上配方研磨色浆后的流动性比较：1# ＞ 2# ＞ 3# 将以上三个配方在涂料中的展色力对比如下（以1# 为标准） 对以上数据分析可知，通过粘度法筛选出的配方润湿分散剂B与G搭配， 研磨的色浆无论是流动性还是展色力都是最好的，这与粘度法测得的结果相同。 从表6 从可以看出，对于铁黄色粉有较好的润湿效果的较好的是S、V、B、T、U 和R，其中润湿效果最好的是S， 要优于其它试剂。将S 分别与V、B、T 组合，配方1#（S&V）, 配方2#（S&B）, 配方3#（S&T）。 研磨后状态：分散粘度小，流动性均良好。 将以上配方在涂料中的展色力对比如下（以1# 为标准） 对以上结果分析可知，通过粘度法筛选出的配方S 与V 搭配是最好的， 从表中可以发现，在分散剂等量时V 略优于B、T，但是优势并不明显，因为V、B、T 对铁黄（P.Y.42）色粉的分散润湿效果差别不是很大，这与粘度法测得的结果相同，这说明粘度法测得的结果具有一定的参考意义。 结论 从上述实验结果可知，粘度法对润湿分散剂的快速选择存在一定的指导意义。在实际工作中，我们可以通过此法选择出一种（或几种）分散效果最好的起主要作用的润湿分散剂，然后进行合理搭配。 粘度法在一定程度上减少对助剂选择所需的工作量，但是对于配方组成的最终助剂选择还是需要一定的工作验证。因此，对于此法的研究，还需要更多的工作者进行补充说明，以形成一套更为系统的方法。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/24/2014)