内容:
*分散剂简介
1.分散的基本概念和分散剂的定义
2.分散剂的分类
3.分散剂的作用机理
*增稠剂介绍
1.分类
2.分子结构
3.增稠机理
4.增稠效果
5.性能特点
6.影响因素
7.增稠剂选择
*分散剂与增稠剂的配合使用
颜料的分散过程
颜料的分散包括三个过程：
*润湿颗粒表面：气固界面被液固取代的过程。由于水的表面张力较高，一般都需要加入润湿剂。
*打破颜料絮凝：颜填料粒子在贮存的过程中，会因为范德华力相互聚集成为聚集体。需要剪切力将这种聚集体分开。
*稳定已分散粒子：颜填料分散之后，仍有相互聚集的趋势，及絮凝倾向，因此需要将已分散的粒子稳定起来，也就是保护起来。否则，絮凝会导致遮盖力等性能的下降。分散剂主要起到稳定的作用。
什么是分散剂？
*分散剂是在颜料的分散过程中帮助润湿，降低浆料粘度使分散容易，并且使分散后的颗粒稳定地悬浮在液体中的助剂。
*分散剂发生作用的前提是在颜填料表面的吸附。
乳胶漆所用分散剂的分类
小分子分散剂
*胺类
•AMP (2-氨基-2-甲基-1-丙醇 )
•DMAE (二甲基-1-氨基-1-乙醇)
*磷酸盐类
•KTPP (三聚磷酸钾)
•TSPP (三聚磷酸钠)
*羧酸类
•柠檬酸
*优点
•成本低
•良好的初始分散效果
*缺点
长期分散稳定性差
高分子分散剂
分散剂的作用机理 – 电荷稳定
*分散剂吸附在颜料粒子上使其表面带电，并在粒子周围形成双电层，利用同种电荷的排斥力，使粒子保持稳定。
*无机分散剂，如多聚磷酸盐、羟基胺等，可以达到这一目的。但其只有一个吸附点，容易脱附。
*高分子分散剂吸附在颜填料表面，也会使表面电荷密度增大，使粒子稳定。
分散剂的作用机理 – 空间稳定
*分散剂吸附在颗粒表面，当吸附层达到一定厚度时（>8~9nm），其排斥力足以保护粒子不致聚集。
*高分子分散剂吸附于颜料表面，可以形成厚达50nm的吸附层，而且聚合物有多个吸附点，可以此下彼上，不会脱离颜料，从而可以很好的起保护作用。
如何确定分散剂的用量
*一般推荐分散剂用量为最佳用量的1.5到2倍
增稠剂的分类
乳胶漆常用增稠剂的分子结构
*纤维素醚类增稠剂
*非离子聚氨酯增稠剂 (聚氨酯) (Hydrophobically modified Ethylene oxide URethane)
*p疏水改性碱溶性乳液 (HASE) (Hydrophobically modified Alkali Soluble Emulsion)
纤维素醚类增稠剂
纤维素衍生物, 通过取代纤维素主链上的烷基不同得到不同产品
非离子型聚氨酯增稠剂(聚氨酯)分子结构
(Hydrophobically modified Ethylene oxide URethane)
疏水改性碱溶性乳液(HASE)的分子结构
(Hydrophobically modified Alkali Soluble Emulsion)
常用增稠剂的增稠机理 -羟乙基纤维素HEC
*巨大的水合体积 (分子量: 10万 – 100万)
*粘度取决于分子量和极性基团的水合能力
常用增稠剂的增稠机理 -聚氨酯缔合型增稠剂
-具有与表面活性剂类似的分子结构
非离子表面活性剂 (分子量: 几百 – 几千)
聚氨酯缔合型增稠剂(分子量: 5万 – 10万)
常用增稠剂的增稠机理 -聚氨酯缔合型增稠剂
-表面活性剂与乳液的缔合
-增稠剂与乳液粒子的缔合
常用增稠剂的增稠机理 – HASE类缔合型增稠剂
-增稠水相及乳液相
常用增稠剂的增稠效果 -纤维素醚类增稠剂
-易造成体积限制絮凝
常用增稠剂的增稠效果-缔合型增稠剂
-不会造成体积限制絮凝
常用增稠剂的性能特点-纤维素醚类增稠剂
*优势
•增稠效率高
•配方相对简单
•粘度稳定性好,对 pH 及涂料中其它组份敏感性小
*局限性
•易受微生物侵蚀
•施工时抗飞溅性差
•流平及光泽展现差
•生产操作不便(干粉、水溶液、溶液浆）
滚涂飞溅示意图
常用增稠剂的性能特点-聚氨酯类缔合型增稠剂
*优势
.生物稳定性好-抗生物降解
.优异的抗飞溅性
.近似醇酸漆的流动效果/施工性能
.较好的耐水性及涂膜耐久性好
.涂膜丰满度高，涂膜均匀，可获得高光
.无絮凝 – 极好光泽展现性能和流平性
.易于调控高低剪切速率下的流变性能
*局限性
.增稠效率受乳液、PVC、体积固含量等多种因素的影响
.对表面活性剂/醇类溶剂/分散剂等敏感–着色时粘度降低明显
常用增稠剂的性能特点- HASE类缔合型增稠剂
*优势
.生物稳定性好-抗生物降解
.优良的抗飞溅性
.与纤维素醚类增稠剂及ASE比较，漆膜丰满度和流平性改善
.液体形式供货，生产操作简单
.低成本
*局限性
.使用时需调节pH
.耐水/耐碱性相对较差
.与分散剂配合使用不当时可能造成颜料絮凝或光泽下降
.增稠效率受乳液、PVC、体积固含量等多种因素的影响
.对表面活性剂/醇类溶剂/分散剂等较敏感
影响增稠剂增稠效率的因素
*乳液粒径大小
*乳液的种类
*与表面活性剂的相互作用
*与有机溶剂的相互作用
*颜料体积浓度(PVC)的影响
*体积固体含量(VS)的影响
乳液粒径大小的影响
乳液种类影响 – 乳液的稳定形式
与表面活性剂的相互作用
与有机溶剂(水溶性)的相互作用
增稠剂选择 – 不同增稠剂性能比较
增稠剂选择 – 增稠剂流变性能比较（举例）
缔合型增稠剂的应用举例
分散剂与增稠剂的配合使用
*不良搭配的症状:
.絮凝、返粗, 粘度不稳定(上升)
.微观分层
.流动性变差
.遮盖力下降
.光泽下降
HASE 类增稠剂与分散剂的搭配
疏水改性碱溶性乳液型增稠剂(HASE)的羧酸主链与分散剂竞争颜填料表面的吸附位。如果增稠剂粘附在颜填料上，就会造成桥式絮凝。
HASE类增稠剂与分散剂的不良配合
HASE类增稠剂与分散剂的正确配合
聚氨酯 类增稠剂与分散剂的搭配
聚氨酯增稠剂的聚环氧乙烷骨架具有亲水性，在通常条件下能与水形成氢键。但如果暴露在高浓度离子环境中，会导致骨架脱水，使增稠剂不能溶解。
实验结果举例
分散剂与聚氨酯类增稠剂的不良配合
*症状:
.分水絮凝、流动性变差、光泽降低
*对策：
.改用羧酸共聚物分散剂，其低酸含量可防止不利影响。减少或排除小分子分散剂如三聚磷酸钠或离子型表面活性剂也十分有益。
分散剂与增稠剂的配合使用
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