潤濕分散劑在涂料生產(chǎn)中的重要性

在涂料油漆的生產(chǎn)中，顏料的均勻分布至關(guān)重要。使用潤濕分散劑能夠有效改善顏料的分散過程，從而提高涂料的整體性能。本文將探討潤濕分散劑的重要性、顏料的分散過程以及如何優(yōu)化這一過程。

1. 為什么要使用潤濕分散劑？

在涂料生產(chǎn)中，固體顏料在液相基料中的均勻分布是關(guān)鍵步驟。如果顏料研磨過程未得到優(yōu)化，可能會導(dǎo)致以下缺陷：

• 絮凝：顏料顆粒聚集，形成較大顆粒，影響涂料的均勻性。
• 光澤降低：涂料表面光澤度下降。
• 顏色偏移：顏色不均勻或偏差。
• 貝納德漩渦：液體流動不均勻，導(dǎo)致表面缺陷。
• 沉降：顏料沉淀在底部，無法均勻分布。

此外，涂料體系的流動特性也會受到負面影響，如流掛和流平能力下降。

2. 顏料的分散

顏料通常以干粉形式存在，其實是由多個顏料顆粒組成的附聚體。附聚體內(nèi)部存在空氣和潮氣，顆粒之間的相互作用力較小，易于被常規(guī)分散設(shè)備克服。在分散過程中，附聚體會在機械力作用下破裂，理想情況下形成原始顆粒。在這一過程中，能量被輸入涂料體系，從而形成了較小的顆粒，它們與樹脂溶液則有了較大的界面。然而，顏料會嘗試恢復(fù)到低能量狀態(tài)，聚集形成較大的結(jié)構(gòu)，即絮凝，導(dǎo)致顏色強度降低和流變性質(zhì)變化。

3. 分散過程

顏料分散可分為三個主要步驟：

1. 潤濕：基料溶液取代附聚體中的空氣和潮氣，基料溶液潤濕顏料顆粒，從而令固/氣界面（顏料/空氣）轉(zhuǎn)變?yōu)楣?液界面（顏料/基料溶液）。要達成這一狀態(tài)，基料溶液就必須滲透到附聚體中的空間間隙中去。然而，這一過程的效率受到多個因素的影響，如液相的表面張力和接觸角。

2. 分散：通過機械能(撞擊力和剪切力)，顏料附聚體被破壞，顏料的粒徑隨之減小。這一步是真正的顏料附聚體的分散過程中，重要的是機械力必須足夠大才能打開附聚體，同時，作用于附聚體的機械力還必須持續(xù)足夠長時間。（其實在這里分散劑并不起作用，盡管其名稱叫作“分散”助劑。）

3. 穩(wěn)定：在這一步，如果附聚體被最大程度地打開，分散體必須保持穩(wěn)定，以防止不受控制的絮凝。潤濕分散劑可以幫助單個顏料顆粒保持距離，并穩(wěn)定這個狀態(tài)，避免聚集，從而有效地抑制絮凝。

4. 潤濕助劑

潤濕助劑能夠加速基料對顏料附聚體的潤濕，其特性包括極性和非極性結(jié)構(gòu)的結(jié)合，能夠在界面上發(fā)揮作用。潤濕助劑的選擇可以顯著影響顏料的潤濕效率，從而提升涂料的質(zhì)量。

潤濕助劑可定義為用來降低顏料與基料溶液之間的接觸角，從而加快液體進入附聚體結(jié)構(gòu)中的滲透速度的物質(zhì)。這類物質(zhì)的特點是它們的表面活性劑結(jié)構(gòu)：極性、親水結(jié)構(gòu)部分和非極性、疏水結(jié)構(gòu)部分結(jié)合在同一分子內(nèi)。由于這樣的結(jié)構(gòu)，這類化合物是具有界面活性的，就是說，潤濕助劑會遷移到顏料/基料溶液的界面上。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看，潤濕助劑可分為離子型和非離子型—根據(jù)其中的極性部分如何結(jié)合在分子中。非極性的部分以碳氫鏈為典型的結(jié)構(gòu)。

5. 分散助劑

研磨后的顏料需要分散助劑來穩(wěn)定分散狀態(tài)，防止絮凝。絮凝是由于顆粒之間的吸引力引起的，為了保持系統(tǒng)穩(wěn)定，必須在顆粒之間產(chǎn)生排斥力。分散劑能夠在顏料表面吸附，形成相當(dāng)大的排斥力，這使顆粒之間保持距離，降低不受控制的絮凝的傾向，進而提高涂料的光澤、顏色強度和透明度。

結(jié)論

潤濕分散劑在涂料生產(chǎn)中扮演著不可或缺的角色。通過優(yōu)化顏料的潤濕、分散和穩(wěn)定過程，可以顯著提升涂料的性能，防止絮凝現(xiàn)象。為實現(xiàn)高品質(zhì)涂料的生產(chǎn)，確保所有顏料處于良好的解絮凝狀態(tài)是至關(guān)重要的。