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最后決定，將 理論，方法，以及小編在實(shí)驗(yàn)室的 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 結(jié)合起來(lái)給大家進(jìn)行總結(jié)和展示~

作為 “小編陪你一起做實(shí)驗(yàn)” 第一期，本人決定拿分散劑先練練手~

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，小編先簡(jiǎn)單和大家回顧一下關(guān)于分散劑的知識(shí)點(diǎn)~

01 什么是分散劑

    在我們涂料生產(chǎn)過(guò)程中，顏料分散是一個(gè)很主要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到涂料的儲(chǔ)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(gè)很重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。但涂料漿體分散的好壞不光和分散劑有關(guān)系，和涂料配方的制定以及原料的選擇都有關(guān)系。分散劑顧名思議，就是把各種粉體合理地分散在溶劑中，通過(guò)一定的電荷排斥原理或高分子位阻效應(yīng)，使各種固體很穩(wěn)定地懸浮在溶劑(或分散液)中。

02 分散劑的十大作用

• 提升光澤，增加流平效果

• 防止浮色發(fā)花防止浮色發(fā)花

• 提高著色力顏料分散和穩(wěn)定得更好，其著色力會(huì)明顯加強(qiáng)。

• 降低粘度，提高生產(chǎn)效率。

• 減少絮凝，增加施工性和使用性

• 防止返粗，增加貯存穩(wěn)定性

• 增加展色性和顏色飽和度

• 增加透明度或遮蓋力

• 提高研磨效率，降低生產(chǎn)成本

• 防止沉降

03 分散劑的分類(lèi)

04 分散過(guò)程

 顏料的狀態(tài)

1.顏料的潤(rùn)濕

市售的顏料粒子表面往往會(huì) 吸附 水分、空氣等污染物。
顏料的潤(rùn)濕就是分散劑、樹(shù)脂、溶液 取代 水分、空氣的過(guò)程。

2.顏料的分散

外部作用力（分散或研磨），將顏料粒子聚集體，打散成 初級(jí)粒子 狀態(tài)。

3.顏料的穩(wěn)定

分散開(kāi)的顏料粒子彼此之間還是傾向于重新抱團(tuán)，形成新的聚集體這個(gè)過(guò)程叫做 絮凝。而分散劑和樹(shù)脂吸附在顏料粒子表面，可以有效防止絮凝，保證色漿體系的穩(wěn)定性。

05 分散劑的作用機(jī)理

1. 靜電穩(wěn)定

分散劑帶有可電離的官能團(tuán)，吸附在顏料粒子表面使粒子帶有電荷，容易吸收周?chē)喾吹碾姾?，形成穩(wěn)定的 雙電子層，當(dāng)粒子相互靠近時(shí)，相同電荷 發(fā)生 排斥作用，使顏料粒子穩(wěn)定。

2.空間位阻穩(wěn)定

分散劑 錨固基團(tuán) 吸附在顏料粒子表面的同時(shí)，溶劑化分子鏈段在體系中呈舒展?fàn)顟B(tài)，同時(shí)由于分子鏈段之間的 空間位阻 作用，在顏料粒子表面形成了一定厚度的分子鏈段隔離層，有效防止顏料粒子的聚集。

PS：大部分的水性分散劑同時(shí)具有兩種顏料穩(wěn)定機(jī)理。

接下來(lái)就是重頭戲了，對(duì)于某個(gè)樹(shù)脂體系，我們?cè)趺凑_的評(píng)價(jià)一個(gè)分散劑呢？

小編

有話(huà)要說(shuō)~

隨著國(guó)外涂料助劑陸續(xù)不斷地推向中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)助劑生產(chǎn)廠(chǎng)家也日漸增多，這是一種好現(xiàn)象。但面對(duì)眼花繚亂、異彩紛呈的各種各樣潤(rùn)濕分散劑，使用者不僅要選好合適的品種，還要找到恰到好處的用量，做到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，這就要注意 選擇原則和試驗(yàn)、評(píng)價(jià)方法。

小編在這里和大家一起，做一個(gè)分散劑替代的實(shí)驗(yàn)~

實(shí)驗(yàn)背景：

針對(duì)實(shí)驗(yàn)室某個(gè) 單組份丙烯酸防腐涂料 配方，配方中的分散劑，我們?cè)瓉?lái)使用的是市場(chǎng)上通用的 某知名進(jìn)口產(chǎn)品，性能優(yōu)異，但是價(jià)格較高。

成本優(yōu)化，是每個(gè)涂料工程師都會(huì)面臨的問(wèn)題，成本優(yōu)化的其中一種方法就是原材料的替換實(shí)驗(yàn)。

通過(guò)考慮防腐漆的 耐水性以及性?xún)r(jià)比，這里我們選擇的是一款 高分子類(lèi)型 的分散劑，YCK-2600，與該進(jìn)口產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)~

評(píng)估前的第一件事兒，肯定是先大概的了解它~問(wèn)廠(chǎng)家索要  TDS及相關(guān)資料~

盡管廠(chǎng)家不會(huì)詳細(xì)地提供助劑的組成和制造工藝，一般廠(chǎng)家的說(shuō)明書(shū)中都會(huì)講到 產(chǎn)品特點(diǎn)，物理性能和應(yīng)用。因此，通過(guò)閱讀說(shuō)明書(shū)、與廠(chǎng)家服務(wù)人員交流，基本上可以掌握其應(yīng)用場(chǎng)景和用法。

對(duì)于涂料配方設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，在判斷該產(chǎn)品是你想要找的原材料后，就要開(kāi)始進(jìn)行評(píng)估實(shí)驗(yàn)。那么針對(duì)于分散劑，首先就是和你樹(shù)脂體系的 相容性 好不好~

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結(jié)果描述

由于丙烯酸乳液本身為乳白色，透明性不高。因此，左圖主要觀察其是否出現(xiàn)稠化等現(xiàn)象，圖片中可以看出 YCK-2600、進(jìn)口產(chǎn)品 和該丙烯酸乳液的相容性均較好。從右圖干膜的結(jié)果對(duì)比可看出，二者均有很好的透明度（滴的太厚了，干了之后有些裂~

），因此可繼續(xù)替代實(shí)驗(yàn)。

小編

有話(huà)要說(shuō)~

1. 由于低分子量的潤(rùn)濕分散劑不存在鏈段的伸展問(wèn)題，所以即使與樹(shù)脂不相容，也是可以使用的。只是由于分散劑與樹(shù)脂的相容性差，可能會(huì)造成漆膜有霧影或光澤下降等；
2、對(duì)于嵌段共聚型的高分子分散劑如，這種不相容可能是由于嵌段的錨釘基團(tuán)所引起，而在分散劑與顏料混合后，錨釘基團(tuán)與顏料接合，可能不會(huì)出現(xiàn)負(fù)面影響；
3、對(duì)于普通的高分子分散劑，如果發(fā)生相容性差的情況，必須要慎重使用。

    在確定相容性沒(méi)問(wèn)題之后呢，要根據(jù)自己的樹(shù)脂體系，進(jìn)行磨色漿。對(duì)于我們這里的單組份丙烯酸體系，我們都知道考慮其 機(jī)械穩(wěn)定性，丙烯酸乳液一般不參與研磨，所以我們這里采用的是用水磨 無(wú)樹(shù)脂色漿。（對(duì)于醇酸、環(huán)氧酯、機(jī)械性能好的分散體等可直接用樹(shù)脂研磨）。

    此外，我們知道，不同的粉料，所需要的分散劑的量是不同的。從下圖，我們可以看出：

粒徑越小，比表面積越大，決定了分散劑的用量越大。
無(wú)機(jī)顏料極性較高，有機(jī)顏料極性低，決定了不同分散劑的使用。

根據(jù)不同顏色的色粉，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下配方：

研磨方法：

將混有2mm玻璃珠（漿料重量的1-2倍）的研磨漿放入震蕩機(jī)中震蕩研磨。（無(wú)機(jī)顏料30min，有機(jī)顏料1h，碳黑1.5h）

若在上述時(shí)間內(nèi)，研磨漿的細(xì)度達(dá)不到要求，根據(jù)情況適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間，若仍達(dá)不到，則需調(diào)整研磨配方，或認(rèn)為此分散劑在此體系中效果不佳。

備注：分散劑的量由實(shí)驗(yàn)確定。具體方法可參照之前的文章，如何選擇和評(píng)價(jià)潤(rùn)濕分散劑？最全的步驟都在這兒了~  

        細(xì)度主要用于測(cè)定色漆和漆漿內(nèi)的顏料、體質(zhì)顏料等 顆粒的大小 和 分散程度，用微米（μm)表示。

    分散劑的 分散性，可根據(jù)測(cè)不同研磨時(shí)間漿料的 細(xì)度曲線(xiàn) 變化來(lái)判斷。或者簡(jiǎn)單的方法是測(cè)相同研磨時(shí)間，漿料的所達(dá)到的細(xì)度來(lái)判斷。

    此外，為了評(píng)估分散劑的 穩(wěn)定性，還因測(cè)試熱儲(chǔ)存測(cè)試后漆料的細(xì)度，看其是否有 絮凝、反粗 現(xiàn)象。關(guān)于細(xì)度的數(shù)據(jù)在下文熱儲(chǔ)存部分統(tǒng)一列出。

    分散劑的分散效率體現(xiàn)在其對(duì)漿料的 降粘效果，關(guān)于粘度的數(shù)據(jù)在下文熱儲(chǔ)存部分統(tǒng)一列出。

    在對(duì)研磨過(guò)程，分散劑的研磨效率評(píng)估完之后，接下來(lái)，我們需要將其配置成成品漆，從而對(duì)分散劑可能會(huì)影響的 罐內(nèi)及漆膜性能 進(jìn)行評(píng)估。

成品漆配方：

注：清漆為上文中所提到的水性丙烯酸乳液配置成的清漆。

色粉比例（質(zhì)量比）：

彩色色粉：鈦白粉=1:12

炭黑：鈦白粉=1:20

    減少絮凝，增加施工性和使用性許多人在評(píng)估分散劑時(shí)，都會(huì)做 指研試驗(yàn)。如果分散劑搭配不恰當(dāng)，指研的區(qū)域與未指研的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生 明顯的色差，絮凝后的顏料著色力會(huì)下降，這給調(diào)色及涂料施工都帶來(lái)困難。

    要防止浮色，應(yīng)該選用合適的分散劑，無(wú)論是罐內(nèi)浮色發(fā)花還是漆膜的浮色發(fā)花，都可以得到改善或消除。還有些分散劑，是受控絮凝類(lèi)的分散劑，分子鏈中含有一些羧基基團(tuán)，與顏料親和的同時(shí)，還會(huì)互相形成氫鍵，從而使顏料粒子穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)防浮色發(fā)花的效果。

制膜方法：50um線(xiàn)棒由上而下均勻通過(guò)卡紙或PET膜，黑色為30um線(xiàn)棒刮涂。

不同色漿50℃熱儲(chǔ)后圖片

儲(chǔ)存條件：50℃，14D。

小編

有話(huà)要說(shuō)~

防止沉降許多人想當(dāng)然地認(rèn)為防沉必須依靠防沉劑，其實(shí)這是片面的。研磨好的色漿如果產(chǎn)生絮凝，顏料粒子變大，密度增加，就會(huì)很快沉降。選用了合適分散劑的色漿可以少加甚至不需要添加防沉劑。

不同成品漆熱儲(chǔ)前后遮蓋力、△E、光澤數(shù)據(jù)對(duì)比

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    此外，分散劑的添加還會(huì)對(duì)涂膜的耐水、耐鹽霧等性能造成影響，因此，我們還需要對(duì)涂膜的其他性能進(jìn)行測(cè)試。

    對(duì)于水性工業(yè)漆防腐涂料來(lái)說(shuō)，涂膜的耐水性 非常重要。耐水不好的話(huà)，對(duì)其附著力、防護(hù)、防腐等性能都會(huì)有很大的影響。

涂膜耐水性能對(duì)比

GB/T1733-1993

樣板制備方法：5-10%水稀釋?zhuān)坏撞模篠A2.5打砂鋼板；有氣噴涂；干膜厚度：40-50微米。
養(yǎng)護(hù)條件：標(biāo)準(zhǔn)條件（23攝氏度，50%相對(duì)濕度）下保養(yǎng)7天。
浸泡時(shí)間：240h。

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結(jié)果描述

從圖片中耐水性結(jié)果可以看出 YCK-2600 和 進(jìn)口產(chǎn)品，在進(jìn)行240h的耐水性測(cè)試之后，顏色均無(wú)明顯變化。

不早了不早了，這里小編給大家列出了替代分散劑，重點(diǎn)要關(guān)注的點(diǎn)，關(guān)于其漆膜其他的性能測(cè)試，這里就不一一列出了。