科普丨分散剂分子结构及分子量及分布影响

叶丹

经理
广州慧正智联科技有限公司
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墙面漆   工业涂料  
润湿分散剂由疏水基团和亲水基团组成。
研究课题:助剂

润湿分散剂由疏水基团和亲水基团组成。疏水基团有芳基、烷芳基、烃链、胺基等;亲水基团有羧基、磺酸基、羟基、氨基及长聚醚链等。不同种类的润湿分散剂因其化学结构不同,与不同的颜料粒子间的锚固方式、锚固力大小均有所差别。

颜料-润湿分散剂-水三者之间的作用力是粒子能否稳定分散的决定因素,锚固基越多,与颜料表面的结合力就越大,越有利于分散稳定;亲水基与水有足够的亲和力,具备良好的相溶性,聚合物链才能在水中充分伸展,形成有效的立体空间位阻稳定。

若润湿分散剂的分子量过大,在颜料粒子表面产生折叠现象,引起粒子之间的缠结,造成絮凝。若润湿分散剂的分子量过小,则立体空间效应就差。分子量分布越窄,润湿分散剂在颜料表面吸附锚固作用力越均匀,阴离子类型电荷分布越均匀,双电层稳定作用更稳定,游离极性基团氢键形成分布越均匀,颜料浆的粒径分布、抗絮、展色、抗沉也就越好。

体系酸碱性及颜料化学结构对锚固吸附的影响


为了提高颜料的润湿吸附效率,必须考虑颜料表面酸碱特性、化学结构和润湿分散剂的类型。在水性涂料体系中,体系弱碱性条件能提高阴离子型润湿分散剂的电离效应,双电层更稳定。

对无机类颜料表面有更高效率的吸附锚固;而无机颜料表面的游离多价离子特别容易与阴离子型润湿分散剂形成离子键,含硅类的颜料则易与有些润湿分散剂产生共价键锚固。

有机颜料则因表面有的蒽、醌等疏水基团则与无机颜料的作用力不同,它的吸附(锚固)则主要来自于大分子润湿分散剂非极性嵌段亲和基团多点作用于有机颜料表面的色散力。

后续添加剂及添加工艺对吸附的影响

涂料是一个混合体系,树脂、各类添加剂会在颜料表面上产生竞相吸附。颜料表面的特性、聚合物的结构,都会影响聚合物在颜料表面上的吸附,润湿分散剂甚至会与后续添加剂形成不同物理化学形式的缔合反应,影响稳定。

在水性体系中多为含活性基团的极性体系,最好加水后先加润湿分散剂,PH调节剂 再加颜料,达到分散要求后,最后加树脂乳液

温度、电解质对吸附影响

润湿分散剂类型不同,在颗粒表面上的吸附锚固不相同。温度对离子型和非离子型润湿分散剂的吸附的影响大。温度增加,离子型润湿分散剂的吸附量降低,而非离子型润湿分散剂的吸附量增加。

电解质加入,降低离子型润湿分散剂之间的斥力,同时压缩固体双电层,从而提高离子型润湿分散剂的吸附量。



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