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常用涂料分散劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)主要有
①低分子量的羧酸酰胺鹽及電中性的長鏈羧酸多氨基鹽,擁有較多吸附基,可在顏料表面形成牢固的吸附層,提高了顏料分散的穩(wěn)定性,起到防止浮色發(fā)花作用;
②高分子量羧酸酯類聚合物,通過帶高分子鏈的基團(tuán)吸附在顏料表面而形成空間位阻控制,防止顏料絮凝,保持顏料分散體系的穩(wěn)定性;
③含錨定基團(tuán)的高分子聚合物或嵌段共聚物,錨定基能牢牢固定在顏料表面,而較高分子量的溶劑化鏈可有效地分散在漆料中,增加吸附層的厚度,提高分散穩(wěn)定性;
④多價(jià)羧酸聚合物,含較多羧基,極性很強(qiáng),可使涂料形成觸變性流體,使顏料形成可控絮凝分散狀態(tài),對防止浮色發(fā)花很有效。
涂料分散劑的作用機(jī)理
無機(jī)顏料表面有較高的極性,故低分子量的顏料分散劑較易吸附上去,且能較持久地吸附在顏料表面;而有機(jī)顏料表面基本上無極性,因此低分子量的顏料分散劑難以持久地吸附著,需使用較高分子量的分散劑或含錨定基團(tuán)的聚合物分散劑。高分子量分散劑在顏料表面的吸附是通過官能團(tuán)和聚合物錨定鏈吸附在顏料粒子表面上的。同時(shí)吸附形態(tài)與顏料表面的特性、形態(tài)、電荷分布,高分子化合物的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì),分散介質(zhì)中溶劑的種類、對高分子聚合物的溶解性等諸多方面有關(guān)。高分子分散劑是人們根據(jù)顏料性質(zhì)所要求達(dá)到的分散目的而特殊設(shè)計(jì)的化合物。
與單錨固基團(tuán)的小分子分散劑相比,高分子分散劑含多個(gè)錨固點(diǎn),可更有效地吸附于分散粒子表面,吸附量大。一般來說,均聚物不是良好的分散劑,因其是較好的溶劑化鏈或是較好的錨固基團(tuán),而良好的斥力穩(wěn)定作用需二者兼具,能滿足這種要求的多為共聚物,如作為水性體系顏料分散劑的聚合物通常是二者兼具的無規(guī)共聚物、接枝共聚物或嵌段共聚物。
助劑在水性涂料中的作用
涂料助劑被認(rèn)為是涂料產(chǎn)品的一類重要組成材料,它可以改進(jìn)生產(chǎn)工藝、改善產(chǎn)品性能,提高涂料施工性能、減少對環(huán)境的污染,開發(fā)新型涂料特殊功能,推出各種功能的水性涂料。盡管絕大多數(shù)助劑在涂料中使用的相對比例不高,但往往對提高和改善涂料和涂膜的性能卻能起到十分關(guān)鍵的作用,因此越來越受到業(yè)界人士的重視。在某些產(chǎn)品中甚至已到了離不開它的程度,涂料助劑由于其功能的各異而品種繁多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),估計(jì)達(dá)幾千種之多,主要有成膜助劑,潤濕劑、分散劑、消泡劑,增塑劑,增稠劑,防凍劑、流平劑、防霉劑及防腐劑、pH調(diào)節(jié)劑等。
成膜助劑對MFT的影響
成膜助劑又稱凝聚劑、聚結(jié)劑,通過降低聚合物表面積,降低表面能,控制水的蒸發(fā)以促進(jìn)聚合物成膜。一旦乳液成膜過程完成,成膜助劑會從涂膜中揮發(fā),從而使聚合物玻璃化溫度恢復(fù)至初始值。實(shí)驗(yàn)證明,成膜助劑的水溶性、相容性和揮發(fā)性影響著成膜助劑在涂料中的存在狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)行為和使用效果。
成膜助劑在乳液粒子的融合和成膜階段起著溶劑的作用。在成膜助劑的作用下乳液粒子之間的界面消失,形成連續(xù)均勻的膜。增大了低溫成膜的可能性,很低成膜溫度隨成膜助劑的增加而下降。然而用量增加到一定程度,其效果不明顯反而會增加成本。