润湿分散剂在溶剂型木器漆颜料浓缩浆中的应用研究

0 前言
国内用于家具与家庭装修领域的木器漆以双组分聚氨酯（2KPU）、硝基（NC）、聚酯（PE）为主，基于对性能的要求，通常用2KPU、NC 做木器面漆及有色漆，而用PE做木器的底漆。木器漆色浆一般设计应用于2KPU及NC。由于中国家具与家庭装修行业的高速发展，带动了国内木器涂料的快速增长，而涂料产品的国际化竞争，又对木器涂料尤其是色漆提出了愈来愈高的技术要求。
国产木器涂料色浆一般使用PU 或NC 中的成膜树脂作为研磨树脂，采用增大研磨树脂用量的方法来降低或不使用分散助剂，通常选择单一研磨工艺，这样的体系存在着许多的问题：如研磨树脂量大，而颜料量低、VOC 高，使用色浆过量会影响应用系统的性能；颜料存在絮凝，出现失光等问题或涂料流变行为的影响；由于颜料絮凝，出现颜料的沉淀，降低颜料着色力；色浆无流动性，无法进行自动化机器配漆；颜料及颜料分散工艺没有精心选择和优化，导致在应用中受到限制，这和颜料浓缩浆存在着质的区别。颜料浓缩浆和国产木器漆色浆性能对比见表1。
表1 颜料浓缩浆和国产木器漆色浆性能对比

颜料浓缩浆是由颜料、研磨树脂、溶剂和助剂组成，其中助剂是用于解絮凝型颜料和分散的助剂，简称润湿分散剂。为了研制适用的颜料浓缩浆，润湿分散剂在这种浆料中是无可取代的组分。

1 试验部分
首先检测润湿分散剂和基料的相容性，相容性的检测方法见1.3。经过相容性试验选后取以下原材料进行试验。

1.1 原材料
PB15:2 酞菁蓝，BASF；P.BK.7 炭黑颜料，Degussa;PR254 DPP 红，汽巴;PY83 黄，科莱恩；润湿分散剂和协同分散剂，BYK;S22000 协同分散剂，诺誉;醛酮树脂作色浆基料，BASF。

1.2 颜料浓缩浆参考配方(见表2)及制备

色浆制备步骤：溶剂混合物加分散剂，再加入颜料，在搅拌下预分散5 min，加入基料，搅拌混合10 min 后研磨细度至30 μ m，配漆检测性能。

1.3 检测方法
( 1 ) 与基料相容性的检测方法：将润湿分散按10%用量加入到研磨树脂中，搅拌均匀，待气泡消失后，肉眼观察树脂溶液的澄清程度；将含有10% 润湿分散剂的研磨树脂按10% 的用量加入到各种配漆树脂中，搅拌均匀，待气泡消失后，肉眼观察树脂溶液的澄清程度。如清晰透明，无胶化现象，表明相容性通过;如出现混浊或变色，或者出现胶化现象，表明此润湿分散剂在此颜料浆体系中不可用。
(2)指研试验：对于白色/ 有机或白色/ 无机颜料，按照标准配方研磨，涂膜后溶剂挥发至干时，用食指在该膜上作来回揉擦直至全干。如果指研区域的颜色比膜深，表明有色颜料絮凝;反之，白色颜料絮凝。不过，单色漆也可以用这种方法。若指研的区域颜色深，光泽高或更透明，也表明颜料絮凝。
(3)其余性能检测按照涂料标准要求进行检测。
2 结果和讨论
酞菁蓝和炭黑颜料，试验润湿分散剂在不同用量下颜料浓缩浆的结果如下：
2.1 助剂用量对黏度的影响(见图1)

从图1 中可以得出：①分散PB15:2 酞菁蓝时，助剂量越高，浓缩浆的黏度越低，但鉴于成本考虑，助剂量根据实际配方要求考虑而定；②分散P.BK.7 炭黑时，助剂量用到颜料量的60%，浓缩浆的黏度最低。

2.2 助剂用量对着色强度的影响(见图2)

从图2 可以得出：分散PB15:2 酞菁蓝时，助剂量用到颜料量的80%时，浓缩浆具有最高的着色强度。

2.3 助剂用量对光泽和雾影的影响(见图3)

从图3 可以得出：分散PB15:2 酞菁蓝时，助剂量用到颜料量的80% 时，浓缩浆具有最好的光泽和最低的雾影值。

2.4 助剂用量对指研试验结果的影响(见图4)

从图4 可以得出：分散PB15:2 酞菁蓝时，助剂量用到颜料量的80% 时，浓缩浆具有最低的指擦试验色差。
2.5 助剂用量对颜色的影响(见图5)

从图5 中可以得出：①分散PY83 黄时，助剂量用到颜料量的80% 时比40% 的助剂量具有最高的反射率；②分散PY83 黄时，助剂量用到颜料量的80%时比40% 的助剂量具有更高的颜色饱合度，且偏绿相一些。

2.6 协同分散剂（颜料衍生物）对于颜料分散效果的影响
由于炭黑、酞菁蓝、酞菁绿、DPP类红颜料具有比普通有机颜料更小的粒子和更加惰性的化学界面，那么在分散这类颜料时仅靠高分子量解絮凝型超分散剂是不够的，还必须配合协同分散剂（这类颜料的衍生物）在助剂和颜料间相联接，以范德华力形式吸附在颜料粒子的表面，形成更加稳定的结构，从而提高了颜料的分散质量。应用协同分散剂改进酞菁蓝和DPP 类红颜料分散质量的效果见图6 和图7。

从图6中可以得出：应用协同分散剂配合高分子量解絮凝超分散剂分散PB15:2酞菁蓝时，浓缩浆具有更高的光泽和更低的雾影，提高了颜料分散的质量。

从图7 中可以得出：应用协同分散剂S22000 配合高分子量解絮凝超分散剂分散PR254 DPP红颜料时，浓缩浆具有更高的光泽和更低的雾影，提高了颜料分散的质量。