乳膠漆分散劑

1 潤濕分散機理
乳膠漆是高分子聚合物的水分散體與顏填料水分散體的混合物。要使顏填料均勻地和乳液混合在一起必須經過潤濕、分散、穩定3個相互協同的過程。潤濕：以潤濕劑、分散劑對顏填料的氣固界面進行液固界面轉換。分散：通過高速分散機、砂磨機等機械設備做功剪下顏料顆粒，使顆粒由聚集體和附集體分散為原級粒子。穩定：原級粒子表面被潤濕劑、分散劑吸附其上，以雙電層、位阻等作用使原級粒子表面帶有同種電荷相互排斥而穩定化。
2 種類和特點
目前使用的分散劑主要分為：無機類、有機類和高分子類。六偏磷酸鈉，三聚磷酸鈉等磷系分散劑由於缺少電荷性，正在逐步淡出。有機類主要是非離子型表面活性劑，如聚氧乙烯烷基苯基醚。高分子類有聚(甲基)丙烯酸類鈉(銨)鹽、馬來酸酐與二異丁烯共聚物的鈉(銨)鹽水溶液。高分子分散劑在顏填料的分散過程中除提供靜電排斥力外，還能提供有效的位阻斥力。這是其在當今乳膠漆製造中被廣泛選用的主要原因。
3 影響分散性能的因素
3．1 結構
高分子分散劑由親油基(疏水基)和親水的離解基組成。親油基吸附在顏填料顆粒的親油表面，離解基提供電荷。分散劑的親水性不能太強，不然無法吸附在顏填料顆粒表面。經剪下的顏填料以范德華力重新聚集，變大而沉降。一般認為分散劑在水中充分攪拌能溶解即可。反之，進入水相很快溶為一體，以後的貯存會出現問題。
3．2 相對分子質量分布
相對分子質量分布是檢驗分散劑的重要指標。好的分散劑應該是相對分子質量適宜且分布窄的聚合物，因為只有極窄一段相對分子質量的高分子聚合物在起作用。
3．3 中和劑及pH值
用氫氧化鈉、氨水作中和劑使高分子分散劑有水溶性。因鹼的品種不同分為鈉鹽、銨鹽。從分散效率來看鈉鹽高於銨鹽，而銨鹽在乳膠漆成膜後會慢慢釋放氨氣，使分散劑與主樹脂混容性改善，提高了漆膜的耐水性，故在外牆塗料中有廣泛的運用。
體系的pH值對分散穩定有極大關係。顏填料顆粒表面帶有電荷會吸引異性電荷構成雙電層，而形成電荷相斥的穩定化。
每一種顏填料在某pH值時表面電荷為零或中性，這一pH值稱為等電點，在等電點時不能吸引異性電荷而形成雙電層，故要將分散體系的pH值偏離顏填料的等電點，才可得到好的分散穩定效果。
4 分散劑的選用
4．1 品種
乳膠漆製造一般選用有機潤濕劑和高分子分散劑合用，以解決潤濕分散穩定。分散力強、效果好、穩定性高是選擇的關鍵。可制白漿作熱貯對比試驗，以同樣配方，不同分散劑(取同樣固含量)進行測定。
試驗步驟：
準確稱取分散劑、潤濕劑、消泡劑、殺菌劑、丙二醇、去離子水放人搪瓷燒杯中，用實驗室用高速分散機低速攪勻，隨後放人稱量準確的各類粉料，等攪拌均勻後，用高速(1400 r/min)分散45min，裝入玻璃瓶並密封瓶口。放人60℃烘箱7 d後，用玻璃棒攪拌，能輕鬆觸底為最優；稍硬但用力攪拌能均勻為次之；有硬塊，不能攪拌為差。以此法來評判分散劑的優劣基本準確，也可作為選用分散劑的依據。用同等數量不同品種的分散劑制乳膠漆熱貯2個星期後觀察能得到同樣的效果。
4．2 用量’
按照顏料分散劑加量曲線理論作套用試驗。同一種分散劑不同用量製漿。測粘度，找出粘度的最低點及相對應的分散劑用量x。實際用量略作放大，即x=1．2·x(x為乳膠漆配方中分散劑的實際用量)。當然在各粘度點必須檢查細度作為參考。
4．3 與色漿相容性試驗
以同一配方，同等數量不同牌號的分散劑制外牆乳膠漆，再混入同種的色漿。熱貯一段時間觀察乳膠漆與色漿的相容性。塗膜制板觀察塗膜均勻性來評判分散劑的適用性。
4．4 漆膜耐水試驗
同配方等量不同結構的分散劑，如鈉鹽、銨鹽制漆，按GB/T 9755—2001耐水性項目觀察漆膜耐水性，如96h無變化可延長時間。觀察漆膜耐水性來評判和選擇分散劑。
4．5 分散劑展望
目前的分散劑主要適用於苯丙、純丙、醋丙和醋叔等乳液。隨著科學技術的進步，水性環氧、聚氨酯、氟碳類漆將不斷問世。這對分散劑的適用性是一個挑戰，也給分散劑行業帶來機遇。
為適應水性環氧、聚氨酯、氟碳漆的發展，聚丙烯酸接枝胺類、酯類、醚類分散劑將有較大的發展和較好的商業前景。它將是疏水性和非離子性，以空間位阻和有效錨定基團作用穩定顏料的分散。其HLB值低，制各種顏料漿時提供適宜的剪下力，既可分散無機顏料，又可分散有機顏料和炭黑，是水性分散劑的開發方向。