有機(jī)顏料的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一是涂料著色以及油墨著色。為獲得符合要求的涂料、油墨產(chǎn)品,不少生產(chǎn)廠、公司均致力于研究開發(fā)多種類型、具有特定應(yīng)用特性的多功能顏料分散劑(Multi Functional Pigment Dispersing Agents),它們多為高分子類型的表面活性劑。
高分子分散劑通常起到濕潤、分散、抗絮凝及穩(wěn)定分散體系、降低粘度等作用。其中包括具有協(xié)同增效作用(Synergistically)的樹種表面活性劑組合產(chǎn)品,以及近年開發(fā)的不同單體聚合的高分子表面活性劑�,F(xiàn)將已推廣應(yīng)用的代表品種介紹如下。
1. 分散劑AYD
美國新澤西州Daniel Products Co.)推薦的Disperse-AYD系列分散劑具有如下多種功能:
a、 加速顏料粒子的濕潤,增加分散體系的含固量;
b、 降低研磨基料粒度,增加研磨效率及產(chǎn)出量;
c、 顯示高的顏色飽和度與著色強(qiáng)度;
d、 與不同涂料層有良好的相容性,長時(shí)間粘度穩(wěn)定性;
e、 阻止結(jié)塊,在老化時(shí)保持良好的光澤度等;
f、 對涂料的干燥成膜時(shí)間、膜牢度、抗水性及光澤度均不產(chǎn)生不良的影響,可增加流平性,獲得更優(yōu)良的表面光澤度。
其主要分為兩類:陰離子與非離子表面活性劑復(fù)配產(chǎn)物及高分子分散劑。
Disperse-AYD系列的W-22及W-28即為陰離子表面活性劑(ASAA)與非離子表面活性劑(NSAA)復(fù)配物,主要適用于水性(稀釋)涂料。W-22用于漢沙黃、甲苯胺紅、耳硝基苯胺橙、聯(lián)苯胺黃以及無機(jī)顏料TiO2、鎘黃、炭黑等品種;W-28用于酞菁藍(lán)、酞菁綠、色酚紅色顏料及喹吖啶酮、還原類顏料等品種。
Disperse-AYD 15的組成為改性的熱塑聚丙稀樹脂、丙烯酸樹脂、丙二醇單甲醚酸性溶液(PM Aceta),主要適用于制備顏料高濃度的分散體,可以直接合成最終溶劑型涂料。由AYD-15制備的顏料分散體系與各種醇酸樹脂(長油、中油)有良好的相容性,可用來制備空氣自干、烘焙整理,顏色均勻,耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性良好的產(chǎn)物。
2. DISPER BYK系分散劑
德國畢克化學(xué)公司(BYK Chemie)以及在日本的改公司的分公司,推出適用于涂料、塑料的特定分散助劑,其組成為新型特種高分子分散助劑,尤其適用于有機(jī)、無機(jī)顏料的濕潤、分散作用。
以DISPER BYK-163為例,其組成為高分子嵌段共聚物,與經(jīng)典分散、濕潤助劑相比,對顏料表面吸附作用強(qiáng),明顯地改進(jìn)對顏料粒子地濕潤效果,縮短研磨過程,增加單位時(shí)間產(chǎn)量;具有優(yōu)良地抗絮凝作用,阻止其分散粒子重新聚集,尤為適于制備溶劑型涂料;具有高分子結(jié)構(gòu)特性,不影響涂料表面的耐久性能。
在應(yīng)用過程中,可將樹脂與溶劑預(yù)先混合均勻,再加DISPER BYK-163至研磨基料中,良好分散后,加入顏料,分散劑的用量為顏料量的10%-25%,對于無機(jī)顏料可降低至1%-10%。
相似的,DISPER BYK-358則是用于溶劑型涂料的流平劑,其組成為丙烯酸酯共聚物,可溶于烷基苯中(酸值為1mg KOH/g),用于高檔汽車面漆、色漆及清漆。主要作用為改善流平性,且與多數(shù)基料具有優(yōu)異的相容性。
畢克化學(xué)公司推薦的另外兩種濕潤、分散劑為:a、Anti-Terra-U,成份為不飽和聚酰胺與低分子量的酸性聚酯溶液,酸值為24mg KOH/g,溶劑采用甲苯/異丁醇(8:1),用量1%-5%(顏料量),該分散劑可降低顏料與疏水基料之間的表面張力,以分散劑的極性基團(tuán)吸附于表面上,縮短研磨時(shí)間,增加分散體的穩(wěn)定性;b、Anti-Terra-203,成份為聚羧基烷基銨鹽溶液,酸值51mg KOH/g,溶劑為烷基苯,主要用于中-低極性的涂料體系中,可降低顏料表面張力,防止出現(xiàn)浮色,具有良好的分散體儲存穩(wěn)定性能。
3.EFKA系列分散劑
荷蘭EFKA
化學(xué)公司推薦適用于印墨及涂料工業(yè)的分散劑,均屬于不同類型的高分子分散劑。
A、 EFKA-44是適用于含溶劑或不含溶劑的涂料體系的分散、濕潤劑,尤其適用于制備膨潤土膠體。
B、 EFKA-64。66與多種樹脂(醇酸、氨基樹脂、硝化纖維、聚丙稀胺等)有良好相容性能,均為高效的濕潤分散劑,可以阻止涂料體系產(chǎn)生發(fā)花現(xiàn)象。
C、 EFKA-46,47專門設(shè)計(jì)用于高檔汽車面漆、金屬表面涂層用的分散、濕潤劑,二者均可減少顏料研磨時(shí)間,提高著色強(qiáng)度及改進(jìn)分散體的穩(wěn)定性。其中EFKA-46適用于無機(jī)及有機(jī)顏料的分散;而EFKA-47尤其適用于一些難以分散的顏料品種。
D、 EFKA-745是適用于酞菁顏料的衍生物分散劑,它可以改性或使表面活化,進(jìn)而強(qiáng)化高分子分散劑,使之易于在粒子表面上牢固結(jié)合,提高著色強(qiáng)度,減少分散體的浮色現(xiàn)象。
總之,上述各類高分子分散劑,用量在2%-10%,可以大幅度降低物料粘度,并且推薦用于如下各顏料品種:C.I.P.Y.173(Sandonrin Yellow 6GL)、P.O.36(Novoperm Orange HL 70)、P.R.170(Novoperm Red F3RK)、P.R.178(Paliogen Red L3910 HD)及P.R.179(Paliogen Marron L3920)等
4.Elvacite系列分散劑
美國Du Pont公司推薦的商品Elvacite亦屬于高分子分散劑,適用于印墨、工業(yè)涂料及汽車面漆中。由于分子中含有與顏料表面結(jié)合以及提供立體障礙的嵌段共聚物結(jié)構(gòu),可以有效地分散低活性的顏料粒子,降低粘度,提高研磨效率,與多種樹脂連結(jié)料有良好相容性。
5. Hypersol系列超分散劑
丹麥KVK公司推薦一系列適用于印墨的濕潤及分散體穩(wěn)定分散劑,以牌號Hypersol超分散劑出售。該產(chǎn)品可以提高印墨著色強(qiáng)度,改進(jìn)墨性。該公司出售此類分散劑是成套配合使用,如設(shè)計(jì)合增效劑,與分散在高沸點(diǎn)石油醚中的高分子分散劑Hypersol L4744配合應(yīng)用;專門用來制備聯(lián)苯胺系黃色顏料分散體的黃色協(xié)合增效劑Hypersol L4708;而Hypersol L4742及L 4744則屬于聚酯結(jié)構(gòu)的高分子分散劑,適用于有機(jī)洋紅色原及無機(jī)顏料。
6.Solsperse系列超分散劑
英國ICI公司出售的高分子分散劑,牌號為Solsperse hyperdis-persants,具有如下特點(diǎn):可以明顯地降低研磨基料的粘度;提高研磨分散速率,增大固體含量從而提高生產(chǎn)能力;提高著色強(qiáng)度從而降低顏料成本.
該類高分子分散劑同樣包括兩類:一是有色的協(xié)和增效劑,含有與處理的顏料相似的分子結(jié)構(gòu),以有助于吸附于本體顏料表面,并使之改變極性,再與高分子分散劑相結(jié)合;二是特定
結(jié)構(gòu)的無色高分子分散劑。
近期ICI公司在原有的16種商品基礎(chǔ)上,又增加多種新的超分散劑商品推向市場,獲得良好的分散效果。
近年由ZENECA公司補(bǔ)充推薦的適用于汽車/工業(yè)涂料體系的超分散劑,包括原有的Solsperse27000、28000品種及新增加的兩個(gè)品種:Solsperse26000、24000SC(適用于高沸點(diǎn)脂肪烴溶劑)。后者24000SC,系采用冷噴霧冷卻加工的新產(chǎn)品劑型,與原來品種24000GR相比,能更快速地溶解于多種溶劑中,如在乙酸乙酯、甲乙酮(MEK)、甲苯、二甲苯等溶劑中只需2-5min即可溶解。
依據(jù)分散劑溶解特性以及結(jié)構(gòu)特性,對于非極性溶劑有一些典型的用途。
其中以酞菁藍(lán)(P.B.15:3)為例,在研磨基料中添加高分子分散劑與不添加分散劑,以三輥進(jìn)行研磨分散,配方組成如表8所示,配方中連結(jié)料為醇酸、苯酚改性樹脂、中性烴樹脂及稀釋劑;可見顏料及樹脂的固體含量明顯提高,顏料/連結(jié)料質(zhì)量比從0.7增加至1.43。
7.CH型高分子分散劑品種
近年由上海三正高分子材料公司研制開發(fā)了CH系列超分散劑。該系列產(chǎn)品屬聚合物顏料表面處理劑,分子中含有錨式基團(tuán)及溶劑化鏈,適用于制備易分散型并在使用介質(zhì)中有良好分散穩(wěn)定性的顏料,產(chǎn)品類型大致分為3種不同錨式基團(tuán),分別適用于:a、無機(jī)顏料及極性有機(jī)顏料;b、弱酸性有機(jī)顏料;c、非極性或疏水性有機(jī)顏料。
綜上所述,高分子多功能分散劑已為眾多的研究者重視,與經(jīng)典分散劑相比,尤其在制備非水溶劑型顏料分散體中,高分子多功能分散劑不僅加速濕潤作用,降低粘度,提高研磨效率,而且大幅度提高著色強(qiáng)度和分散體系中含固量,并通過高分子碳鏈立體屏障效應(yīng),明顯提高分散體系穩(wěn)定性,因此高分子分散劑已在油基印墨、涂料工業(yè)中發(fā)揮了重要作用。不僅如此,近十年來正在開發(fā)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用,諸如作為潤滑劑的添加劑;油基鉆孔液體流變性能添加劑,以降低粘度,加快循環(huán)速度,不增加鉆孔阻力(ICI公司產(chǎn)品牌號:Hypermer OM1);以及磁性材料中應(yīng)用的添加劑等�?梢灶A(yù)計(jì),隨著對該領(lǐng)域相關(guān)基礎(chǔ)理論的深入研究,必將開發(fā)出更多具有實(shí)際意義的高分子分散劑以滿足各種特定的要求。
文章來源:勤加緣論壇
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