涂料颜料分散剂的作用及分散过程原理

涂料颜料分散剂的作用

分散剂是涂料中不可缺少的重要组成部分，其用量过小则不能显示其优点，过多也会影响它研磨之后的稳定性，这主要是因为过度拥挤的分散剂不能进行充分拉伸，分散剂在颜料表面的溶剂化链上，大量游离的分散剂会对涂膜产生负面影响。在实际操作过程中，可根据理论规则计算出分散剂的适当用量，然后观察分散剂用量对分散体系粘度、涂膜光泽度和着色力的影响。当分散剂用量适中时，分散体系的粘度有一个明显的最小值，而涂膜的光泽和着色力有一个最大值。

一.为什么要使用分散剂

在涂料中， 颜料大多是被制成悬浮液来使用的，颜料的粒径分布广泛，一般在0.05μm至1毫米之间。而当颜料粒径在0.05μm至0.50μm之间时，颜料具有较好的着色力、光泽、遮盖力和耐候性。颜料制造过程中形成的最小颗粒称为原始颗粒，它们以单晶或一组粒径非常小的晶体存在。而原始颗粒之间由表面到表面结合形成的团块称为团聚体，团聚体相对紧密，一般分散设备很难将其分散成原始颗粒。而原来的颗粒和聚集体通过范德华力结合，形成较大的颜料颗粒团块，称为团聚体。团聚颗粒之间以点、边、角接触，颗粒间作用力小，可分散成原颗粒通过机械力形成的碎石或集料。

我们希望颜料分散成原始粒子的悬浮液（理想情况下），或者至少是集合体和原始粒子的悬浮液。但体系的趋势是从高能态向低能态恢复，因此以细颗粒分布的颜料容易聚集成絮体。从结构上看，絮状物和团聚体非常相似，但絮状物中的颜色是树脂溶液而不是空气，此时如果我们添加分散剂就会阻止或减缓絮凝的发生。

二.颜料分散过程

颜料的分散过程由润湿、分散和稳定三部分组成。润湿过程中，颜料表面的空气和水蒸气被树脂溶液取代，固/气两相（颜料/空气）转化，或者为固/液两相（颜料/树脂溶液）转换。这时分散剂，尤其是低分子润湿分散剂，可加速润湿过程，在分散过程中，主要依靠机械能的作用，颜料团聚状态被打破成更小的颗粒，进入均匀分散的状态，第三步是稳定化过程，利用分散剂保持颜料分散状态稳定，防止絮凝现象的发生，根据吸附在颜料表面的粘结剂种类和分子结构，促使悬浮液获得稳定状态，分散剂尤其是高分子分散剂对颜料颗粒的稳定性有着重要的作用。

三.分散剂的作用

分散剂在涂料生产中起着非常重要的作用。分散体系的稳定性可以避免许多涂料问题和薄膜缺陷。若配方合理，加入适量分散剂，可有效降低成本，提高涂料性能。为了使颜填料在涂料体系中充分发挥作用，分散剂的应用和合理选择是必要的。在分散颜料之前，必须了解颜料和分散剂的结构，很多涂料技术人员或管理人员会认为添加分散剂会增加成本，其实不然。稳定的颜填料体系可以避免后续的许多问题，从综合结果来看，分散剂的合理筛选和添加适量，可以节约成本，大大提高涂料的各项性能。