水性色漿中潤濕分散劑的快捷選擇方法——粘度法
顏料的潤濕性主要取決于顏料的表面化學和物理特性顏料的分散包括三個過程顏料粒子表面吸附的空氣被分散介質所代替即潤濕過程顏料聚集體在機械力作用下破碎形成原生粒子或較小的聚集體即機械粉碎分散過程防止分散后的顏料粒子或較小的聚集體再聚集即穩定過程[1]想要獲得比較穩定的顏料分散體系必須依靠潤濕分散劑的幫助
潤濕分散劑的發展趨勢之一是向高相對分子質量發展[2-4]近年開發的具有顏料親和基的高分子聚合物分散劑分子量更大在顏料表面上吸附牢度更強空間位阻效應更強使水性色漿的顏料分散技術得以快速發展這類分散劑是一類新型高效的聚合物型分散助劑克服了傳統分散劑在分子結構上的局限性在水性體系中具有良好的分散效果[5]它主要通過錨固基團吸附在顏料顆粒表面通過親水性溶劑化鏈分散在水中進而能夠快速而充分的潤濕顆粒增加其在水中的親和力通過空間位阻作用和雙電層作用使分散的顏料顆粒不容易聚沉或絮凝增加分散體系的穩定性[6]
顏料的潤濕和分散是色漿生產的關鍵本文根據科迪公司常用的潤濕分散劑針對不同顏料色粉特性對潤濕分散劑的選定提供一種快捷方法為以后產品的改進和研發提供一定的依據
1實驗部分
1.1實驗試劑及設備
潤濕分散劑顏料等色漿配方組成所需原材料廣州市番禺科迪色彩有限公司提供色差計美國DATACOLOR旋轉粘度計廣州市標格達實驗用品有限公司分散機恒溫恒濕干燥箱涂布器上海現代環境工程技術有限公司電子天平燒杯市售
1.2實驗采用方法粘度法
將潤濕分散劑和水按照一定比例在高速分散機下(500r/min)均勻混合然后添加顏料在1500r/min下分散15min(文中除特殊說明所用的分散劑水顏料均按照415的比例)測定其分散液的旋轉粘度然后分析對比篩選合適的分散劑進行配方驗證
2實驗結果與討論
從表1可以看出由于酞菁綠本身密度稍大大多分散體系在靜置一段時間后都出現結底的現象這樣可能在同等條件下選擇從表中可知潤濕分散劑B無論是分散狀態還是體系的粘度都能說明對酞菁綠的分散狀態比較好其次分散狀態較好的為潤濕分散劑DFEC和G所以考慮以潤濕分散劑B為主分散劑并與其他幾種分散劑進行搭配表3為研磨實驗后助劑選擇的驗證實驗結果
色漿研磨后狀態粘度小流動性良好
將以上三個配方色漿在涂料中的展色力對比如下(以1#為標準)
顏色指標是采用電腦測色儀得出的結果這里
△L表示明暗度如為正值說明明暗度較亮負為較暗
△a表示偏紅或偏綠如為正值說明偏紅負為偏綠
△b表示偏黃或偏藍如為正值說明偏黃負為偏藍
△E表示總色差
△str表示著色力差(下面的相同內容均不再做說明)
以上三種配方分散分散狀態良好從表2可知配方1#展色力最好即說明潤濕分散劑B和D搭配色漿的著色力明顯提高這與粘度法對分散劑的選擇的結果一致
從表3從可以看出對于顏料紅(P.R.112)有較好的潤濕效果的較好的是潤濕分散劑EBA其次為H和G現將分散劑E作為主潤濕分散劑搭配其他分散劑研磨色漿配方1#(E&B),配方2#(E&A),配方3#(E&H),配方表在此不一一詳述
以上結果表明配方2#流動性和展色力均最好即說明潤濕分散劑E和A搭配色漿的著色力明顯提高流動性明顯要好這與粘度法對分散劑的選擇的結果一致
表4可知對于顏料碳黑(P.BK7)有較好的潤濕效果的較好的是潤濕分散劑DM和F其次為N所以對潤濕分散劑DMF和N進行搭配配方1#(D&M),配方2#(D&F),配方3#(D&N)
以上結果表明潤濕分散劑D與M組合無論是色漿研磨后的流動性還是展色力都要優于其他分散劑這也驗證了粘度法的結果
從表5從可以看出對于顏料黃(P.Y74)有較好的潤濕效果的是潤濕分散劑BGL和A其中潤濕效果最好的是潤濕分散劑B要優于其它試劑將以上幾種潤濕分散劑搭配組合配方1#(B&G),配方2#(B&L),配方3#(B&A)
以上配方研磨色漿后的流動性比較1#>2#>3#
將以上三個配方在涂料中的展色力對比如下(以1#為標準)
對以上數據分析可知通過粘度法篩選出的配方潤濕分散劑B與G搭配研磨的色漿無論是流動性還是展色力都是最好的這與粘度法測得的結果相同
從表6從可以看出對于鐵黃色粉有較好的潤濕效果的較好的是SVBTU和R其中潤濕效果最好的是S要優于其它試劑將S分別與VBT組合配方1#(S&V),配方2#(S&B),配方3#(S&T)
研磨后狀態分散粘度小流動性均良好
對以上結果分析可知通過粘度法篩選出的配方S與V搭配是最好的從表中可以發現在分散劑等量時V略優于BT但是優勢并不明顯因為VBT對鐵黃(P.Y.42)色粉的分散潤濕效果差別不是很大這與粘度法測得的結果相同這說明粘度法測得的結果具有一定的參考意義
3結論
從上述實驗結果可知粘度法對潤濕分散劑的快速選擇存在一定的指導意義在實際工作中我們可以通過此法選擇出一種(或幾種)分散效果最好的起主要作用的潤濕分散劑然后進行合理搭配
粘度法在一定程度上減少對助劑選擇所需的工作量但是對于對于配方組成的最終助劑選擇還是需要一定的工作驗證因此對于此法的研究還需要更多的工作者進行補充說明能夠形成一套更為系統的方法進而為將來的研究工作更加順利的進行
華樾精細化工(昆山)有限公司30
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