润湿分散剂在涂料生产中的作用和重要性

润湿分散剂在涂料生产中的重要性

在涂料油漆的生产中，颜料的均匀分布至关重要。使用润湿分散剂能够有效改善颜料的分散过程，从而提高涂料的整体性能。本文将探讨润湿分散剂的重要性、颜料的分散过程以及如何优化这一过程。

1. 为什么要使用润湿分散剂？

在涂料生产中，固体颜料在液相基料中的均匀分布是关键步骤。如果颜料研磨过程未得到优化，可能会导致以下缺陷：

• 絮凝：颜料颗粒聚集，形成较大颗粒，影响涂料的均匀性。
• 光泽降低：涂料表面光泽度下降。
• 颜色偏移：颜色不均匀或偏差。
• 贝纳德漩涡：液体流动不均匀，导致表面缺陷。
• 沉降：颜料沉淀在底部，无法均匀分布。

此外，涂料体系的流动特性也会受到负面影响，如流挂和流平能力下降。

2. 颜料的分散

颜料通常以干粉形式存在，其实是由多个颜料颗粒组成的附聚体。附聚体内部存在空气和潮气，颗粒之间的相互作用力较小，易于被常规分散设备克服。在分散过程中，附聚体会在机械力作用下破裂，理想情况下形成原始颗粒。在这一过程中，能量被输入涂料体系，从而形成了较小的颗粒，它们与树脂溶液则有了较大的界面。然而，颜料会尝试恢复到低能量状态，聚集形成较大的结构，即絮凝，导致颜色强度降低和流变性质变化。

3. 分散过程

颜料分散可分为三个主要步骤：

1. 润湿：基料溶液取代附聚体中的空气和潮气，基料溶液润湿颜料颗粒，从而令固/气界面（颜料/空气）转变为固/液界面（颜料/基料溶液）。要达成这一状态，基料溶液就必须渗透到附聚体中的空间间隙中去。然而，这一过程的效率受到多个因素的影响，如液相的表面张力和接触角。

2. 分散：通过机械能(撞击力和剪切力)，颜料附聚体被破坏，颜料的粒径随之减小。这一步是真正的颜料附聚体的分散过程中，重要的是机械力必须足够大才能打开附聚体，同时，作用于附聚体的机械力还必须持续足够长时间。（其实在这里分散剂并不起作用，尽管其名称叫作“分散”助剂。）

3. 稳定：在这一步，如果附聚体被最大程度地打开，分散体必须保持稳定，以防止不受控制的絮凝。润湿分散剂可以帮助单个颜料颗粒保持距离，并稳定这个状态，避免聚集，从而有效地抑制絮凝。

4. 润湿助剂

润湿助剂能够加速基料对颜料附聚体的润湿，其特性包括极性和非极性结构的结合，能够在界面上发挥作用。润湿助剂的选择可以显著影响颜料的润湿效率，从而提升涂料的质量。

润湿助剂可定义为用来降低颜料与基料溶液之间的接触角，从而加快液体进入附聚体结构中的渗透速度的物质。这类物质的特点是它们的表面活性剂结构：极性、亲水结构部分和非极性、疏水结构部分结合在同一分子内。由于这样的结构，这类化合物是具有界面活性的，就是说，润湿助剂会迁移到颜料/基料溶液的界面上。从化学结构看，润湿助剂可分为离子型和非离子型—根据其中的极性部分如何结合在分子中。非极性的部分以碳氢链为典型的结构。

5. 分散助剂

研磨后的颜料需要分散助剂来稳定分散状态，防止絮凝。絮凝是由于颗粒之间的吸引力引起的，为了保持系统稳定，必须在颗粒之间产生排斥力。分散剂能够在颜料表面吸附，形成相当大的排斥力，这使颗粒之间保持距离，降低不受控制的絮凝的倾向，进而提高涂料的光泽、颜色强度和透明度。

结论

润湿分散剂在涂料生产中扮演着不可或缺的角色。通过优化颜料的润湿、分散和稳定过程，可以显著提升涂料的性能，防止絮凝现象。为实现高品质涂料的生产，确保所有颜料处于良好的解絮凝状态是至关重要的。