我想问一下,乳胶漆中添加哪种分散剂好?有机还是有机的?可以推荐一种吗?

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分散剂在乳胶漆中的应用
1 前 言
分散是乳胶漆生产的关键环节,通常是在机械力作用下借助于分散剂来实现的.它可以分
为三步：第一步,利用润湿介质(水)来润湿颜／填料；第二步,采用高速分散机或研磨设备,
通过机械剪切力,将颜填料颗粒研磨分散到介质中；第三步,利用分散剂的作用来稳定悬浮
态颜填料.分散过程将直接影响涂料的许多关键性能,如粘度、贮存稳定性和固含量等,因
此,选择适宜的分散剂是非常重要的.常用的分散剂主要有聚丙烯酸盐类和聚磷酸盐类两类.
本文将从所用分散剂官能团的不同,来介绍分散剂的制备和使用.
2 聚磷酸盐分散剂
2．1 制备和性能
将正磷酸盐单体加热到 400℃以上,水分子蒸发后,发生缩聚反应,生成聚磷酸盐分子.
聚磷酸盐常常以一 P—0—P—键连接,反应条件不同,其链长 n 可以为2—1000.聚合物链
长决定了它的性能,工业用聚磷酸盐主要为水溶性聚磷酸钠盐,其链长 n＝2~50.不同链长
磷酸盐的 P2O5 的含量见表 1.
表 1 不同链长磷酸盐的 P2O5 的含量
链长 n 名 称 P2O5 含量／％
1 正磷酸盐 43
2 二磷酸盐 53
2 三磷酸盐 58
4~10 低聚磷酸盐 60~64
>10 多聚磷酸盐 66~70
聚磷酸盐通过其在水溶液中的水解以及与多价金属离子的络合作用来实现其作用.水解与
络合的具体步骤为：
聚磷酸盐在水中溶解,形成聚阴离子：
O O O
|| || ||
……O——P—O—P—O—P—O……→
| | |
Nao ONa ONa
O O O
|| || ||
……O——P—O—P—O—P——O…… +3Na+
| | |
O- O- O-
聚阴离子与多价金属离子络合：
O O O
|| || ||
……O——P—O—P—O—P—O……
| | |
O- O- O-
Ca2+
O O O
|| || ||
……O——P—O—P—O—P—O…… | | |
O- O- O-
Fe3+
聚磷酸盐的络合力与聚合度有关,长链磷酸盐比短链磷酸盐(链长 2~4)的络合力强,链长≥6
的聚磷酸盐的络合力最佳.
2．2 分散作用
在涂料生产过程中,由于颜料颗粒表面与水之间不能完全润湿而会形成团聚,引起粘度增
大.加入聚磷酸盐分散剂后,通过其溶解产生聚阴离子,覆盖在初级颗粒的表面形成同性电
荷层.在初级颗粒之间的静电斥力和分散机的机械剪切力作用下,初级颗粒均匀分布在介质
中,使粘度降低.同时,初级颗料之间的静电斥力有利于涂料悬浮态的稳定.
分散剂的分散作用与聚合度有关,通过对不同链长磷酸盐分散效果的评定可知：随聚合度
增大,分散效果随之增加；当链长 n 为6~10 时,分散效果最佳；链长 n 超过20 以后,分散
作用反而有所下降.
综合考虑聚磷酸盐的分散与络合作用,当聚磷酸盐的链长 n＝6~10 时,聚磷酸盐兼有最佳
的分散、络合能力.
3 聚丙烯酸盐分散剂
3．1 制备和性能
首先采用丙烯酸单体通过聚合反应生成聚丙烯酸,然后用 NaOH、KOH 或 NH4OH 中和
生成相应的钠盐、钾盐或按盐.聚丙烯酸钠盐分散剂最为常用,而聚丙烯酸钾盐、铵盐分散
剂则不常用.
聚丙烯酸盐通过其在水溶液中的水解以及与多价金属离子的络合作用来实现其作用.水解
与络合的具体步骤与聚磷酸盐类似.分子量小于 2000 的聚丙烯酸盐分散剂都能溶于水,形
成聚阴离子：
H3C—CH—CH2 一 CH……CH2 一 CH2
| | |
COO- COO- COO-
聚阴离子同样能与多价金属离子(Ca2+、Mg2+、Cr3+)络合,但络合能力没有聚磷酸盐分
散剂那样强：
H3C—CH—CH2 一 cH……CH2 一 CH2
| | |
COO- COO- COO-
Ca2+
3．2 分散作用
3.2．1 分子量对分散作用的影响
分散作用与聚丙烯酸盐分散剂的分子量有关,分子量越小,分散效果越好.以分子量 Mw
＝1500 时的分散效果为最佳.
3．2．2 分子量对贮存稳定性的影响
当单独使用聚丙烯酸盐分散剂时,其分子量越大,贮存稳定性越好,但在 50℃贮存 3 周
后,涂料的粘度仍有较为明显的变化.然而它与聚磷酸盐分散剂配合使用时,即使在 50℃
贮存 3 周,涂料粘度也没有明显变化.所以在涂料生产中,这两种分散剂必须配合使用,才
有协同作用.与聚磷酸盐配合使用时,聚丙烯酸盐分散剂的分子量为 4000 时效果最佳.
3．2．3 聚丙烯酸盐与聚磷酸盐分散剂的区别
聚磷酸盐分散剂溶解吸附到颜料颗粒表面所需的时间比聚丙烯酸盐快很多.利用聚磷酸盐
的这一特性,可在短时间内达到最佳分散效果. 4 聚磷酸盐与聚丙烯酸盐分散剂的协同作用
聚磷酸盐具有强极性,能迅速覆盖颜料粒子表面,产生高电荷密度,起静电稳定的作用.
聚丙烯酸盐极性相对较小,覆盖颜料表面所产生的电荷密度少,但它附着在颗粒表面起着缓
冲作用,在颗粒之间形成空间位阻,起到位阻稳定的作用.但聚丙烯酸盐的分子结构使得它
容易在单个颜料颗粒间产生桥连作用.因此,如果涂料中只使用聚丙烯酸盐分散剂,仍有可
能形成团聚.
当聚丙烯酸盐与聚磷酸盐分散剂配合使用时,强极性的聚磷酸盐在颜料颗粒表面形成的高
电荷密度,以防止单个颜料颗粒之间的桥连.此时,静电稳定和位阻稳定协同作用而使涂料
同时具有很好的分散性和贮存稳定性.实际生产中,常常采用聚磷酸盐与聚丙烯酸盐分散剂
配合使用的方法,以获得最佳的分散效果.分散剂推荐用量为 0．1％聚磷酸盐十 0．25％聚
丙烯酸盐,但不同配方的涂料体系,最佳的配比还需经实验确定.涂料的贮存稳定性、耐洗
刷性是评价分散剂的关键指标.乳胶漆生产中,只需添加少量聚磷酸盐分散剂即可达到最佳
分散效果,一般采用中等链长(n＝6~10)的聚磷酸盐分散剂.
5 结 语
在涂料生产中,可以采用聚磷酸盐与聚丙烯酸盐分散剂配合使用的方法.中等链长聚磷酸
盐分散剂(n＝6~10)在分散体涂料和有机硅树脂涂料中应用广泛；短链磷酸盐(n＝2~3)主要用
于硅酸盐涂料.聚丙烯酸盐分散剂虽是离子型,但它对系统极性增加不大,聚丙烯酸盐分散
剂的分子量以 3000~5000 为宜.聚丙烯酸盐分散剂与聚磷酸盐分散剂配合使用时,分散能力
与贮存稳定性最佳.