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UV涂料中颜填料的润湿分散剂的研究,UV涂料属于当今世界上最环保的一种新型涂料,在手机外壳、汽车、家电等行业都有很广泛的前景,中国化工网,okmart.com
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UV涂料中颜填料的润湿分散剂的研究,UV涂料属于当今世界上最环保的一种新型涂料,在手机外壳、汽车、家电等行业都有很广泛的前景
2019年07月24日    阅读量:476    新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

1 前言

UV 涂料属于当今世界上最环保的涂料种类之一, 但是UV 涂料目前还处在不断的发展和完善的过程之中。我们要设计一个优质的涂料配方,仅仅依靠选择一些良好的涂料树脂、辅助助剂、颜填料、溶剂等是远远不够的,我们还必须要选择一些适当的颜填料及其湿润分散剂的帮助。


但是目前国内对涂料的颜填料及其润湿分散剂的选择方面的研究还较少,本文就从这个方面去进行一个简单的研究和探索中国化工网okmart.com


UV 涂料属于涂料的一个种类,各种涂料体系一般都是由树脂、溶剂、颜料及各种助剂等所组成的。其中颜料的润湿与分散生产一种优质涂料非常关键的工中的一个关键节点。所谓颜料的分散, 就是我们在生产中用三辊研磨机等设备将颗粒较大的颜料研磨成很细小的颜料颗粒, 使其能均匀的分散在涂料中,形成一个稳定的涂料体系。


在这个过程中我们除了要选择出合适的涂料树脂、辅助助剂、颜填料、溶剂等之处,我们还要根据不同的涂料要求, 选择一些恰当的涂料润湿分散剂及其他各种辅助助剂去改善涂料的各种性能如漆膜的遮光度、耐水、耐候、耐酸碱、耐机械性能、漆膜的光泽度、贮存时间、流平性等各种性能,以满足不同客户的要求。


2 颜填料与润湿分散及其稳定理论

(1)目前颜填料的润湿分散和稳定理论主要有:①静电稳定理论;②电荷位阻稳定理论和;③空间位阻稳定理论。

(2)颜填料(又称颜料)按不同的分类方法各有不同的种类。分散体系的稳定性与颜料有很大的关系。

(3)涂料的润湿分散剂属于表面活性剂,它根据分类指标的不同可以分为不同的种类。涂料润湿分散剂的主要作用是在颜料润湿过程能够降低各种颜料的界面张力, 可提高其的分散效率。而且涂料润湿分散剂能够吸附在颜料粒子的表面并通过产生电荷斥力、空间位阻等效应,使分散体处于稳定状态。


3 涂料中颜填料的种类及表面处理作用

在涂料中,颜填料的性能主要取决于其化学组成、颗粒形状、颗粒大小及其表面处理状态。

3.1 颜填料的分类

(1)按电荷来分颜填料一般分为:

①正电荷;②负电荷;③混合电荷;④中性颜料等等。

(2)按颗粒来分颜料粉体颗粒一般分为:

①原始粒子:它是最基础的颜料颗粒单元。它是由单个颜料晶体或一组晶体构成,粒径相当小。

②聚集体:它是原始粒子以面与面粘结在一起的颗粒。其总表面积比单个粒子面积之和要小。

③附聚体:它是由原始粒子以其边、角等相互粘接而形成的粒子团。其总表面积比聚集体大,但小于单个粒子表面积的总和。

④絮凝体:它是原始粒子在流体介质中分散后重新聚集而形成的团体。

絮凝体、聚集体和附聚体是颜料分散过程中形成的集聚体,统称二次团粒。

(3)颜填料的颗粒形状

①针状态颗粒:它具有增强、增韧作用,但分散性困难。

②片状颗粒:它应用于涂料中能明显地提高涂料的致密性。

③多孔结构的颗粒: 它一般较实心结构的颜料有快速的增强功能,但消光性能明显。

(4)颜填料的酸碱性

一般涂料中所用的树脂绝大多数都是呈酸性的。因此若我们所选择的颜填料不是酸性的,是碱性的,那么它们就会产生酸碱反应,这就会直接造成涂料产品的贮存性。以及影响漆膜的物理化学性能。

3.2 颜填料的表面处理的种类及其作用

(1)颜填料的表面处理分为:无机表面处理如用铝、硅、钛、锌等处理方法和有机表面处理如表面活性剂有机物处理方法。

(2)颜填料表面处理的作用:

①为了阻止颜填料对水的吸附, 促进颜填料对聚合物的吸附,改善涂膜的强度。

②改善漆膜的分散性、遮盖力、着色力、耐久性、耐候性、耐光性。

③提高漆膜的耐酸碱、耐温性能。

④带有部分反应性基团的聚合物处理后的颜填料与小分子处理剂相比明显具有贮存稳定, 性能得到很大改善(如耐水、机械性能等)的优势。


4 颜料分散对涂料性能的影响

在涂料配方中, 一个涂料产品的性能好坏在很大程度上是由颜填料分散体系系决定的。分散良好的颜填料分散体能提高涂料的着色力、流平性、透明度、降低体系粘度、提高体系的色展性、提升遮盖力、加强了表面光泽和流动性。


一个分散体系差的涂料产品, 往往会造成这个涂料产品的质量不达标及失败。因此,颜填料分散体系的好坏常常被用来作为一个涂料产品的重要质量参数。


5 润湿分散剂的功能及其种类

5.1 涂料润湿分散剂的功能

在涂料生产中当液态的涂料润湿分散剂与固态的颜料粒子表面相接触时,原来的固/气界面被新形成的固/液界面所替代,这种现象我们俗称为涂料颜料的润湿。各种涂料润湿剂在颜料润湿过程中最主要的贡献就是能够降低液/固之的表面张力,改善涂料颜料的各种化学物理性能,并能提高颜料粒子的分散效率。


涂料润湿分散剂的最主要功能归纳为如下几点:

①降低表面张力,提高颜料的效果。

②缩短颜料的分散时间。

③提高着色力及其遮盖力。

④改善展色性及其调色能力。

⑤防止涂料产生絮凝现象。

⑥防止涂料中颜填料的沉淀。

⑦提高漆膜的光泽及耐磨性、耐候性等各种物理化学性能。


5.2 涂料润湿分散剂的润湿机理

(1)任何液体与固体接触时,都会在回体表面形成一个接触面及按触夹角, 人们通常根据这个接触角的大小来衡量一种液体对一种固体润湿能力的大小。接触角越小就表示它的润湿效果就越好。涂料的润湿分散剂对颜料的分散原理也与这种润湿机理一样。

(2)润湿分散剂对润湿的作用

在涂料配方的设计中,当颜料和树脂都选定后,人们要想获得更加优异的涂料性能, 那就只好去选择最合适的涂料润湿分散剂降低颜料的表面张力来提高涂料颜料的各种表面性能及其化学物理论性能, 以期获得一个性能优异及稳定的涂料产品。

5.3 涂料润湿分散剂的种类

(1)按用途分类:可分为水性分散剂和溶剂型分散剂。

(2)按照应用类型分类:抗絮凝分散剂,共絮凝分散剂。

(3)按照吸附官能团分类:阴离子型、阳离子型、中性型、非离子类等。

(4)按分子量的大小来分类:小分子量的分散剂(一般指分子量在数百以下的)和大分子量的分散剂(一般是指分子量在数千以上的)。

5.4 涂料润湿分散剂与颜填料的相互作用机理和过程

(1)涂料润湿分散剂与颜填料作用的机理有以下几类:

①酸碱反应机理。②形成氢键的机理。③发生憎水性作用即有机颜料在水平性体系中。④金属配位如酞菁颜料产生的金属配位机理。

(2)涂料中颜填料的润湿和分散过程

涂料中的颜填料经过研磨机等的研磨粉碎以后, 颜料粒子的表面积会显著增大, 能量大幅升高, 处于极不稳定的状态。当撒销外界机械力之后,粒子由于布朗运动会发生相互碰撞,从而会发生颜色粒子的积聚作用,产生絮状物,也就是俗话说的返粗现象。因此,我们为了防止这种情况发生,我们就必须往里添加一些相容的且合适的涂料润湿分散剂, 利用润湿分散剂的电荷排斥或空间位阻等作用, 使研磨后的颜料粒子彼此独立,相互保持适当的距离,而不发生接触,从而防止产生絮状物,保持涂料的稳定性和品质。


6 润湿分散剂的选择

一般来说,当涂料的树脂选定后,人们就要根据其树脂的性能选择出相应的颜料,当颜料选出来后,我们就可以根据颜填料的表面性能来选择与其相匹配的润湿分散剂择。润湿分散的选择通常按如下规律来进行:

(1)酸性的颜填料最好选择阳离子的润湿分散剂。

(2)中性的颜料填最好选择电中性的润湿分散剂。

(3)碱性的颜填料最好选择阴离子的润湿分散剂。


7 结束语

综上所述, 一个好的涂料产品一定要选择好相应的颜填料及与其相溶合的润湿分散剂, 一个好的涂料润湿分散剂能够很好地吸附在颜填料粒子的表面, 能很好地改进颜填料粒子的许多表面性能,使整个体系保持稳定,并最终决定一个漆膜的产品质量。因此在工作中我们一定不断地在这方面进行研究和探索。


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