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超分散剂在颜料分散中的应用

超分散剂又名超级分散剂,一种特殊的表面活性剂,分子结构含有两个在溶解性和极性上相对的基团,其中一个是较短的极性基,称为亲水基,其分子结构特点使其很容易定向排列在物质表面或两相界面上,降低界面张力,对水性分散体系有很好的分散效果。

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用于水性体系颜料分散的分散剂可以分为三类:

▲无机分散剂,如聚磷酸酯,硅酸盐等;

▲有机小分子分散剂,如烷基聚醚或磷酸盐类的阴离子型表面活性剂;

▲超分散剂,如聚丙烯酸钠盐,丙烯酸-(甲基)丙烯酸共聚物等。

传统分散剂其分子结构存在某些局限性:亲水基团在极性较低或非极性的颗粒表面结合不牢靠,易解吸而导致分散后离子的重新絮凝;亲油基团不具备足够的碳链长度(一般不超过18个碳原子),不能在非水性分散体系中产生足够多的空间位阻效应起到稳定作用。

为了克服传统分散剂在非水分散体系中的局限性,开发了一类新型的超分散剂,对非水体系有独特的分散效果,它的主要特点是:快速充分地润湿颗粒,缩短达到合格颗粒细度的研磨时间;可大幅度提高研磨基料中的固体颗粒含量,节省加工设备与加工能耗;分散均匀,稳定性好,从而使分散体系的最终使用性能显著提高。

分散剂分子结构图解

常用于水性体系颜料分散的两类超分散剂为聚电解质超分散剂和非离子型超分散剂,他们的结构为无规共聚物,接枝聚合物和嵌段共聚物等。

超分散剂的结构由两部分组成:

◉锚固基团:常见的有-R2N、-R3N+、-COOH、-COO-、-SO3H、-SO2-、-PO42-.多元胺、多元醇及聚醚等,它们可通过多种键能的相互作用在颗粒表面形成多点锚固,提高了吸附牢度,不易解吸;

◉溶剂化链:常见的有聚酯、聚醚、聚烯烃及聚丙烯酸酯等,按极性大小可分为三种:低极性聚烯烃链;中等极性的聚酯链或聚丙烯酸酯链等;强极性的聚醚链。在极性匹配的分散介质中,溶剂化链与分散介质具有良好的相容性,在分散介质中采取比较伸展的构象,在固体颗粒表面形成足够厚度的保护层。                           


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