分散劑的作用是什么

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• 發布日期：2011-5-19   點擊：8705   

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分散劑的作用是什么

       分散劑的作用是使用潤濕分散劑減少完成分散過程所需要的時間和能量，穩定所分散的顏料分散體，改性顏料粒子表面性質，調整顏料粒子的運動性，具體體現在以下幾個方面：
      縮短分散時間，提高光澤，提高著色力和遮蓋力，改善展色性和調色性，防止浮色發花，防止絮凝，防止沉降

潤濕分散劑的分類

       涂料常用潤濕分散劑有以下五類：陰離子型、陽離子型、電中性、多官能團，非離子。其中陰離子價位低，非離子在涂料涂膜中容易解吸移動。

　　1.分散劑吸附于固體顆粒的表面，使凝聚的固體顆粒表面易于濕潤。

　　2.高分子型的分散劑，在固體顆粒的表面形成吸附層,使固體顆粒表面的電荷增加，提高形成立體阻礙的顆粒間的反作用力。

　　3.分散劑使固體粒子表面形成雙分子層結構,外層分散劑極性端與水有較強親合力,增加了固體粒子被水潤濕的程度.固體顆粒之間因靜電斥力而遠離

　　4.分散劑使體系均勻，懸浮性能增加，不沉淀，使整個體系物化性質一樣

　　以上所述,使用分散劑能安定地分散液體中的固體顆粒。
 

分散劑的作用基本原理：

　　在我們涂料生產過程中，顏料分散是一個很主要的生產環節，它直接關系到涂料的儲存，施工，外觀以及漆膜的性能等，所以合理地選擇分散劑就是一個很重要的生產環節。但涂料漿體分散的好壞不光和分散劑有關系，和涂料配方的制定以及原料的選擇都有關系。分散劑的作用，就是把各種粉體合理地分散在溶劑中，通過一定的電荷排斥原理或高分子位阻效應，使各種固體很穩定地懸浮在溶劑（或分散液）中。

（1） 雙電層的原理。
水性涂料使用的分散劑必須水溶，它們被選擇地吸附到粉體與水的界面上。目前常用的是陰離子型，它們在水中電離形成陰離子，并具有一定的表面活性，被粉體表面吸附。粉狀粒子表面吸附分散劑后形成雙電層,陰離子被粒子表面緊密吸附，被稱為表面離子。在介質中帶相反電荷的離子稱為反離子。它們被表面離子通過靜電吸附，反離子中的一部分與粒子及表面離子結合的比較緊密，它們稱束縛反離子。它們在介質成為運動整體，帶有負電荷，另一部分反離子則包圍在周圍，它們稱為自由反離子，形成擴散層。這樣在表面離子和反離子之間就形成雙電層。

動電電位:微粒所帶負電與擴散層所帶正電形成雙電層，稱動電電位 。 熱力電位:所有陰離子與陽離子之間形成的雙電層，相應的電位。
起分散作用的是動電電位而不是熱力電位，動電電位電荷不均衡，有電荷排斥現象，而熱力電位屬于電荷平衡現象。如果介質中增大反離子的濃度，而擴散層中的自由反離子會由于靜電斥力被迫進入束縛反離子層，這樣雙電層被壓縮，動電電位下降，當全部自由反離子變為束縛反離子后，動電電位為零，稱之為等電點。沒有電荷排斥，體系沒有穩定性發生絮凝。

（2） 位阻效應:
一個穩定分散體系的形成，除了利用靜電排斥，即吸附于粒子表面的負電荷互相排斥，以阻止粒子與粒子之間的吸附/聚集而最后形成大顆粒而分層/沉降之外，還要利用空間位阻效應的理論，即在已吸附負電荷的粒子互相接近時，使它們互相滑動錯開，這類起空間位阻作用的表面活性劑一般是非離子表面活性劑。靈活運用靜電排斥配合空間位阻的理論，既可以構成一個高度穩定的分散體系。

高分子吸附層有一定的厚度,可以有效地阻擋粒子的相互吸附,主要是依靠高分子的溶劑化層，當粉體表面吸附層達8-9nm時，它們之間的排斥力可以保護粒子不致絮凝。所以高分子分散劑比普通表面活性劑好。

　     顏料分散是涂料制備最重要的一個環節。不良分散會導致刮刀痕、過篩困難和流變性能波動。在影響顏料分散過程和分散后漿料穩定性的因素中，分散劑的性能無疑是最重要的。

　　 廣義上可以把分散劑作為一種表面活性劑來看待，但是與常規的表面活性劑的特性正好相反，分散劑為帶有大量粒子基團的高聚物，具有高的抗絮凝能力，而表面張力降低效應、起泡傾向和潤濕作用則很小。分散劑通過在顏料顆粒表面的吸附發揮作用，借助靜電斥力（雙電層）和空間位阻效應穩定顏料分散液，避免其絮聚。典型的分散劑穩定機理為靜電斥力，而空間位阻機理則以淀粉和聚乙烯醇為代表。羧甲基纖維素（CMC）則兼具有這兩種作用。

　　 盡管低成本的磷酸鹽類分散劑曾經普遍使用，但目前聚丙烯酸鹽類卻占據主導地位。因為后者對高pH值、高溫或者高剪切具有很高的耐受性，并且放置穩定性好，尤其適合于碳酸鈣類顏料的分散，而且各種預分散顏料廣泛采用聚丙烯酸鹽類作為分散劑。

　　 分散劑的作用、分散效果常常受到電解質和pH值的影響。電解質含量較高時，不僅分散劑用量增加，而且顏料分散液的粘度也明顯增加。一般地隨pH的降低分散劑用量增加，但粘度略有降低。

　　 分散劑最佳用量通常是指最低低剪切粘度對應的分散劑用量。實際生產中的分散劑用量應該“過量”，這其中的一個原因正如圖1所顯示的，剪切速率增加，分散劑最佳用量增加。另外顏料混合后可能發生分散劑再分配問題，常常需要額外補充分散劑；涂料中其它組份有可能降低分散劑效率也需要補充分散劑。圖2顯示出最新的研究結果，“過量”應用分散劑可以顯著降低刮刀痕的數量。

　　 顏料分散和顏料研磨用分散劑性能要求是有一定區別的，盡管有時也可以通用。聚丙烯酸鹽類分散劑經過多年的發展已相當成熟，通過單體的選擇和分子量的控制可以獲得不同特性和用途的分散劑。在顏料分散用分散劑方面，國產與進口（包括外資）相比已沒有大的區別。常規地評價分散劑性能的方法是做顏料漿料低剪切粘度對分散劑加入量曲線，以確定分散劑的效率。以最少的用量獲得最低粘度的分散劑為最優。另外超過最佳用量后，粘度增加平緩也很重要。如果有條件，做顏料漿料高剪切粘度對分散劑加入量曲線也十分必要。進一步地評價分散劑性能還需要考察分散漿料的放置穩定性和耐老化性，這兩方面對研磨用分散劑尤為重要。

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