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2.2 超分散剂的分类

目前涂料中使用的超分散剂主要依据其应用体系进行分类。根据应用体系中树脂与分散介质的相对状态,可将超分散剂划分为溶剂型和水性超分散剂。

水性超分散剂按离子属性来划分,分为阳离子型、阴离子型、非离子型以及两性离子型超分散剂。其中非离子型和阴离子型超分散剂在水性涂料中应用广泛。水性非离子型超分散剂多为聚氧乙烯醚、聚氧乙烯、聚氧丙烯醚及其改性产品,如Degussa公司的Tego-740W,Lubrizol公司的Solsperse 20000等在建筑涂料、水性油墨、水性工业漆等行业都有很高的客户保有率。水性阴离子型超分散剂多为聚丙烯酸(酯)的共聚物,其中Degussa公司的Tego-716W、德国BYK公司的BYK-154等在水性乳胶漆、工业漆中具有优异的市场效应。

溶剂型涂料因其溶剂种类和成膜物质的特性不同,所涉及的介质较为复杂,不同介质组成的涂料对分散助剂有不同的要求。随着制造行业对溶剂型涂料要求的日益提高,目前应用于溶剂型涂料的分散剂几乎都具有了高分子化的发展趋势。大体上可以按照溶剂化链的不同分为以下四类:

(1)以聚酯主链结构为主的活性衍生物

这类超分散剂主要针对粉末涂料或工业涂料中高极性体系,如汽车漆、卷涂漆、木器漆等。其结构如下所示:

式中:Z为多元胺及聚亚胺的残基, n 值介于2~10之间, p ≥2,A为C8~20的线型亚烷基或链烯基,T为链终止基或端基封闭基团。

如埃夫卡公司的EFKA-5010主要成分为带酸性的聚酯和聚酰胺,可有效润湿分散钛白颜料,应用范围涵盖工业漆、卷钢漆等领域。另外,上海三正是目前国内较大的超分散剂生产公司,旗下CH-系列超分散剂大多数为胺改性聚酯衍生物,针对不同的分散体系都有对应的型号产品如CH-6、CH-7和CH-8,主要用于分散单偶氮红颜料、酞菁蓝颜料,在汽车漆和船舶漆、油墨等体系中应用广泛。

(2)聚氨酯类

这类超分散剂的结构特点是主链或接枝的侧链上均匀分布着聚氨酯链段或氨基甲酸酯基团,而锚固基团则一般为苯环或叔胺结构。此类超分散剂性能全面且优异,在中高极性分散介质中能实现对各种颜料的分散。如埃夫卡公司的分散剂产品EFKA-4050、4060,其结构为改性聚氨酯,可分散各种有机、无机颜料,并且制备出的颜料浆黏度低,具有良好的展色性,尤其适用于高级工业漆如汽车原漆和修补漆,卷钢涂料等。但正因为聚氨酯类超分散剂本身具有较高的极性,使得其在极性较低的涂料体系中分散效果不理想,再加上此类助剂较高的价格,所以目前应用范围较为有限。

(3)接枝聚丙烯酸酯的共聚物

此类超分散剂结构中含有一定的亲水基团(羧基),所以也适用于水性体系。其特点是溶剂化链的相对分子质量有较大的可设计空间,与聚氨酯类型超分散剂相比,分散能力稍差,但稳定性同样好。聚丙烯酸酯型超分散剂适用于从低极性到高极性的聚丙烯酸涂料体系,而且价格适中,所以应用范围较广。德国BYK公司开发的BYK-2000,在含醋酸丁酸纤维素的底色漆和所有面漆中,可有效防止颜料的再絮凝;日本共荣社KYOEISHA生产的Flowlen-33、34,对颜料炭黑能够有效润湿分散,尤其在提高炭黑漆黑性方面具有突出效果。

(4)聚醚类

聚醚型分散剂的主要成分为环氧丙烷、环氧乙烷、四氢呋喃等单体的均聚物或共聚物。有文献报道以二乙醇胺作为起始剂,在一定条件下与环氧醚物质反应得到如下结构超分散剂,该超分散剂可在高极性介质中对无机颜料有效分散。由于此类超分散剂结构中含有较多亲水基团,所以对于大多数水性与油性涂料均适用,如德国Degussa公司研发的Tego-650、651为水油两用分散剂,在建筑涂料、木器漆、油墨等体系中均可使用。

在溶剂型超分散剂中,以上四类超分散剂非常具有代表性。随着涂料超分散剂越来越精细化,对超分散剂的性能要求也越来越高,促使学者们不断研发新型超分散剂,例如开发与被分散颜料粒子基团结构相似的特种颜料专用超分散剂等。 +Qz+aZ88YT8EWg64Dr9eZCnjjS7NKTMXQMlCQBhTfl5yXPxZLn7x67G3pswDlFSp

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