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1、第十一章涂料助劑第一節(jié)涂料助劑第二節(jié)潤(rùn)濕分散劑第三節(jié)流平劑第四節(jié)消泡劑第五節(jié)光澤助劑第六節(jié)流變劑第七節(jié)增稠劑第八節(jié)水性助劑第九節(jié)結(jié)語1第一節(jié)概述隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)工業(yè)界的無名英雄－涂料也提出了更高要求，涂料助劑在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，其理論研究、開發(fā)與應(yīng)用日益為人們所重視。涂料助劑可以改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，改善貯存穩(wěn)定性，改善施工條件，防止涂料病態(tài)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，賦予涂膜特殊功能，雖然用量很低（一般不超過總量的1%），但已成為涂料不可或缺的重要組成部分。涂料的發(fā)展對(duì)涂料助劑的研究和應(yīng)用提出了更高的要求，也提供了巨大的市
2、場(chǎng)機(jī)會(huì)，涂料助劑的研究和應(yīng)用亦極大地推動(dòng)了涂料的發(fā)展，擴(kuò)大了其應(yīng)用領(lǐng)域，二者相得益彰。涂料助劑品種繁多，應(yīng)用廣泛，無論是建筑涂料、工業(yè)涂料還是功能性涂料，無論是溶劑型涂料、水性涂料、高固體份涂料還是粉末涂料都必須使用助劑才能得到預(yù)期的性能和滿足最終的性能要求，在涂料生產(chǎn)和應(yīng)用的各個(gè)階段：樹脂合成、顏填料分散研磨、涂料貯存、施工都需要使用助劑。它可以控制樹脂的結(jié)構(gòu)、調(diào)整樹脂的分子量大小和分布、提高顏料分散效率、改善涂料施工性能、賦予涂膜特殊功能。涂料助劑以涂料樹脂化學(xué)和物理為基礎(chǔ)和核心內(nèi)容，同時(shí)又與高分子科學(xué)前沿、流變學(xué)、色彩學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)、生物
3、學(xué)以及仿生學(xué)等緊密聯(lián)系，是一門正蓬勃發(fā)展的交叉學(xué)科和邊緣技術(shù)。涂料助劑按照其使用和功能可分為以下幾類：2（1）涂料生產(chǎn)用助劑，如潤(rùn)濕劑，分散劑，消泡劑；（2）涂料貯存用助劑，如防沉劑，防結(jié)皮劑，防霉劑，防腐劑，凍融穩(wěn)定劑；（3）涂料施工用助劑，如觸變劑，防流掛劑，電阻調(diào)節(jié)劑；（4）涂料成膜用助劑，如催干劑，流平劑，光引發(fā)劑，固化促進(jìn)劑，成膜助劑；（5）改善涂膜性能用助劑，如附著力促進(jìn)劑，增光劑，防滑劑，抗劃傷助劑，光穩(wěn)定劑；（6）功能性助劑，如抗菌劑，阻燃劑，防污劑，抗靜電劑，導(dǎo)電劑返回3第二節(jié)潤(rùn)濕分散劑一、概述涂料制備過程的中心環(huán)節(jié)是顏料分散，亦即
4、顏料在外力的作用下，成為細(xì)小的顆粒，均勻地分布到連續(xù)相中，以期得到一個(gè)穩(wěn)定的懸浮體，不僅需要樹脂、顏料、溶劑的相互配合，還需使用潤(rùn)濕分散劑才能提高分散效率并改善貯存穩(wěn)定性，防止顏料在貯存期間沉降、結(jié)塊，影響施工，此外顏料的良好分散還能夠改善涂料的光澤、遮蓋力、流變性等。干粉顏料呈現(xiàn)三種結(jié)構(gòu)形態(tài)：①原始粒子，由單個(gè)顏料晶體或一組晶體組成，粒徑相當(dāng)小；②凝聚體，由以面相接的原始粒子團(tuán)組成，其表面積比其單個(gè)粒子表面積之和小，再分散困難;③附聚體，由以點(diǎn)、角相接的原始粒子團(tuán)組成，其總表面積比凝聚體大，但小于單個(gè)粒子表面積之和，再分散較凝聚體容易。顏料分散一般
5、經(jīng)過潤(rùn)濕、粉碎、穩(wěn)定三個(gè)階段。潤(rùn)濕是固體和液體接觸時(shí)，固/液界面取代固/氣界面，粉碎是借助機(jī)械作用把顏料凝聚體和附聚體解聚成接近原始粒子的細(xì)小粒子，并均勻分散在連續(xù)相中，成為懸浮分散體，穩(wěn)定是指制備的懸浮體在無外力作用下，仍能處于穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài)。二、顏料分散和穩(wěn)定機(jī)理液體和固體接觸時(shí)，會(huì)形成界面夾角，稱為接觸角，它是衡量液體對(duì)固體潤(rùn)濕程度的一個(gè)標(biāo)志。4（a）潤(rùn)濕式（b）不潤(rùn)濕各種界面張力的作用關(guān)系可以用楊氏方程表示：γ液-氣cosθ=γ固-氣—γ固-液(11-1)式中γ液-氣：液體、氣體之間的界面張力γ固-氣：固體、氣體之間的界面張力γ固-液：固
6、體、液體之間的界面張力θ：固體、液體之間的接觸角Dr.A.Capelle等指出：潤(rùn)濕效率BS=γ固-氣—γ固-液,即BS=γ液-氣cosθ由此得出：接觸角越小，潤(rùn)濕效率越高。Washborre用下式表示了潤(rùn)濕初始階段的潤(rùn)濕效率：(11-2)式中，K為常數(shù)；γF1為基料的表面張力；θ為接觸角（基料/顏料界面）；r為顏料粒子的間隙半徑；為顏料粒子間隙長(zhǎng)度；為基料的粘度。5式（11-1）和（11-2）表明，配方固定后，降低基料粘度和使用潤(rùn)濕劑來降低顏料和基料之間的界面張力以縮小接觸角可以提高潤(rùn)濕效率，但基料粘度的降低有一定限度，所以使用潤(rùn)濕劑是常用的手段。
7、顏料充分分散后，由于受到重力和熱力學(xué)因素的影響往往會(huì)發(fā)生沉降、團(tuán)聚，需要使用分散劑穩(wěn)定分散體系。關(guān)于顏料分散體系穩(wěn)定機(jī)理基本上有3個(gè)，即DLVO擴(kuò)散雙電層機(jī)理、空間位阻穩(wěn)定機(jī)理、靜電空間穩(wěn)定機(jī)理。DLVO擴(kuò)散雙電層機(jī)理又稱靜電穩(wěn)定機(jī)理，分散體系中顏料粒子表面帶有電荷或者吸附離子，產(chǎn)生擴(kuò)散雙電層，顏料粒子接近時(shí)，雙電層發(fā)生重疊產(chǎn)生靜電斥力實(shí)現(xiàn)顆粒的穩(wěn)定分散，調(diào)節(jié)PH值或加入電解質(zhì)可以使顆粒表面產(chǎn)生一定量的表面電荷，增大雙電層厚度和顆粒表面的Zeta電位值，使顆粒間產(chǎn)生較大的排斥力。空間位阻穩(wěn)定機(jī)理是指不帶電的高分子化合物吸附在顏料粒子表面形成較厚的空間
8、位阻層，使顆粒間產(chǎn)生空間排斥力，從而達(dá)到分散穩(wěn)定的目的。靜電空間穩(wěn)定機(jī)制是指在顏料粒子的分散體系中加入一定的
