基本作用:
分散劑的作用是使用潤(rùn)濕分散劑減少完成分散過(guò)程所需要的時(shí)間和能量,穩(wěn)定所分散的顏料分散體,改性顏料粒了表面性質(zhì),調(diào)整顏料粒了的運(yùn)動(dòng)性,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:縮短分散時(shí)間,提高光澤,提高著色力和遮蓋力,改善展色性和調(diào)色性,防止浮色發(fā)花,防止絮凝,防止沉降。
先擇方法:
1、分散性能好,防止填料粒了之間相互聚集;
2、與樹(shù)脂、填料有適當(dāng)?shù)南嗳菪?熱穩(wěn)定性良好;3、成型加工時(shí)的流動(dòng)性好 :不引起顏色飄移;
4、不影響制品的性能:無(wú)毒、價(jià)廉。
分散劑的用量一般為母料質(zhì)量的5%。
基本種類(lèi):
脂肪酸類(lèi)、脂肪族酷胺類(lèi)和醋類(lèi)
硬脂酷胺與高級(jí)醇并用,可改善潤(rùn)滑性和熱穩(wěn)定性用量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)0.3%-0.8%,還可作聚烯烴的滑爽劑:己烯基雙硬脂酷胺,也稱(chēng)乙撐基雙硬脂酷胺( EBS),是一種高熔點(diǎn)潤(rùn)滑劑,用量為0.5%~2%:硬脂酸單甘油醋(GMS ),三硬脂酸甘油醋(HTG) ;油酸酷用量 0.2%~0.5%:類(lèi)石蠟固體,熔點(diǎn)為 57~70,不溶于水,溶于有機(jī)溶劑,樹(shù)脂中的分散性、相容性、熱穩(wěn)定性均差,用量一般在 0.5%以下。
石蠟類(lèi)
盡管石蠟屬于外潤(rùn)滑劑,但為非*性直鏈烴,不能潤(rùn)濕金屬表面,也就是說(shuō)不能阻止聚氯了烯等樹(shù)脂粘連金屬壁,只有和硬脂酸、硬脂酸鈣等并用時(shí),才能發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。
液體石蠟 : 凝固點(diǎn)( - 15C )一( - 35),在擠出和注射成型加工時(shí),與樹(shù)脂的相容性較差,添加量一般為0.3%-0.5%,過(guò)多時(shí),反而使加工性能變壞。
微晶石蠟: 由石油煉制過(guò)程中得到,其相對(duì)分子質(zhì)量較大,且有許多異構(gòu)體,熔點(diǎn)65-90°C,潤(rùn)滑性和熱穩(wěn)定性好,但分散性較差,用量一般為 0.1%-0.2%,**與硬脂酸丁醋、高級(jí)脂肪酸并用。
金屬皂類(lèi)
高級(jí)脂肪酸的金屬鹽類(lèi),稱(chēng)為金屬皂,如硬脂酸鋼BaSt) 適用于多種塑料,用量為 0.5%左右,硬脂酸鋅( ZnSt) 適于聚烯烴、ABS 等,用量為0.3%:硬脂酸鈣( CaSt) 適于通用塑料,外潤(rùn)滑用,用量 0.2% 15%:其他硬脂酸皂如硬脂酸鍋( CdSt)、硬脂酸鎂( St ) 、硬脂酸銅( CuSt)。
低分了蠟類(lèi)
低分子蠟是以各種聚乙烯( 均聚物或共聚物]、聚內(nèi)烯、聚苯乙烯或其他高分子改性物為原料,經(jīng)裂解,氧化而成的一系列性能各異的低聚物。
其主要產(chǎn)品有 : 均聚物、氧化均聚物、乙烯- 丙烯酸共聚物、乙烯 - 醋酸乙烯共聚物、低分子離聚物等五大類(lèi)。其中以聚乙烯蠟,聚乙烯蠟的化學(xué)名為聚乙二醇,英文名PEG(Poly Ethylene Glycol)最為常用。
常用的聚乙烯蠟(聚之二醇)平均相對(duì)分子質(zhì)量為1500-4000,其軟化點(diǎn)為102°C ; 其他規(guī)格的聚乙烯蠟平均相對(duì)分子質(zhì)量為10000 - 20000 ,其軟化點(diǎn)為106°C ; 氧化聚乙烯蠟的長(zhǎng)鏈分子上帶有一定量的醋基或皂基,因而對(duì) PVC、PE、PP、ABS 的內(nèi)外潤(rùn)滑作用比較平衡,效果較好,其透明性也好。由于分散劑的種類(lèi)和實(shí)際應(yīng)用的環(huán)境很多,所以選擇合適的分散劑很重要。
聚了二醇200或400(分子量約190-420)是水溶性分散體系的良好分散劑/增溶劑/潤(rùn)濕劑/溶劑。聚乙二醇200或400是親油的,可以很好的跟有較低親水親油平衡值(HLB value)的分散物形成穩(wěn)定的分散體系。
基本機(jī)理:
1.吸附于固體顆粒的表面,使凝聚的固體顆粒表面易于濕潤(rùn)。
2.高分了型的分散劑,在固體顆粒的表面形成吸附層使固體顆粒表面的電荷增加,提高形成立體阻礙的顆粒間的反作用力。
3.使固體粒子表面形成雙分子層結(jié)構(gòu),外層分散劑*性端與水有較強(qiáng)親合力.增加了固體粒子被水潤(rùn)濕的程度固體顆粒之間因靜電斥力而遠(yuǎn)離。
4.使體系均勻,懸浮性能增加,不沉淀,使整個(gè)體系物化性質(zhì)一樣。
以上所述,使用分散劑能安定地分散液體中的固體顆粒。
基本原理:
選擇分散劑:
在我們涂料生產(chǎn)過(guò)程中,顏料分散是一個(gè)很主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié),它直接關(guān)系到涂料的儲(chǔ)存,施工,外觀(guān)以及漆膜的性能等,所以合理地選擇分散劑就是一個(gè)很重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。但涂料漿體分散的好壞不光和分散劑有關(guān)系,和涂料配方的制定以及原料的選擇都有關(guān)系。分散劑顧名思議,就是把各種粉體合理地分散在溶劑中,通過(guò)一定的電荷排斥原理或高分子位阻效應(yīng),使各種固體很穩(wěn)定地懸浮在溶劑( 或分散液 )中。
雙電層原理:
水性涂料使用的分散劑必須水溶,它們被選擇地吸附到粉體與水的界面上。目前常用的是陰離子型,它們?cè)谒须婋x形成陰離子,并具有一定的表面活性,被粉體表面吸附。粉狀粒子表面吸附分散劑后形成雙電層,陰離子被粒了表面緊密吸附,被稱(chēng)為表面離子。在介質(zhì)中帶相反電荷的離了稱(chēng)為反離子。它們被表面離了通過(guò)靜電吸附,反離子中的一部分與粒子及表面離子結(jié)合的比較緊密,它們稱(chēng)束縛反離子。它們?cè)诮橘|(zhì)成為運(yùn)動(dòng)整體,帶有負(fù)電荷,另部分反離子則包圍在周?chē)?,它們稱(chēng)為自由反離子,形成擴(kuò)散層。這樣在表面離子和反離子之間就形成雙電層。
動(dòng)電電位:微粒所帶負(fù)電與擴(kuò)散層所帶正電形成雙電層,稱(chēng)動(dòng)電電位。 熱力電位:所有陰離子與陽(yáng)離子之間形成的雙電層,相應(yīng)的電位。
起分散作用的是動(dòng)電電位而不是熱力電位,動(dòng)電電位電荷不均衡,有電荷排斥現(xiàn)象,而熱力電位屬于電荷平衡現(xiàn)象。如果介質(zhì)中增大反離子的濃度,而擴(kuò)散層中的自由反離子會(huì)由于靜電斥力被迫進(jìn)入束縝反離子層,這樣雙電層被壓縮,動(dòng)電電位下降,當(dāng)全部自由反離子變?yōu)槭b反離子后,動(dòng)電電位為零,稱(chēng)之為等電點(diǎn)。沒(méi)有電荷排斥,體系沒(méi)有穩(wěn)定性發(fā)生絮凝。
位阻效應(yīng):
一個(gè)穩(wěn)定分散體系的形成,除了利用靜電排斥,即吸附于粒了表面的負(fù)電荷互相排斥,以阻止粒子與粒子之間的吸附/黑集而最后形成大顆粒而分層/沉降之外,還要利用空間位阻效應(yīng)的理論,即在已吸附負(fù)電荷的粒子百相接近時(shí),使它們互相滑動(dòng)錯(cuò)開(kāi),這類(lèi)起空間位阻作用的表面活性劑一般是非離了表面活性劑。靈活運(yùn)用靜電排斥配合空間位阻的理論,既可以構(gòu)成一個(gè)高度穩(wěn)定的分散體系。
高分子吸附層有一定的厚度,可以有效地阻擋粒了的相百吸附,主要是依靠高分了的溶劑化層,當(dāng)粉體表面吸附層達(dá)8-9nm時(shí),它們之間的排斥力可以保護(hù)粒子不致絮凝。所以高分子分散劑比普通表面活性劑好。
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