國外高分子分散劑的新品種和特點(diǎn)
時(shí)間:2005-06-13
有機(jī)顏料的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一是涂料著色以及油墨著色。為獲得符合要求的涂料、油墨產(chǎn)品，不少生產(chǎn)廠、公司均致力于研究開發(fā)多種類型、具有特定應(yīng)用特性的多功能顏料分散劑（Multi Functional Pigment Dispersing Agents），它們多為高分子類型的表面活性劑。
高分子分散劑通常起到濕潤、分散、抗絮凝及穩(wěn)定分散體系、降低粘度等作用。其中包括具有協(xié)同增效作用（Synergistically）的樹脂表面活性劑組合產(chǎn)品，以及近年開發(fā)的不同單體聚合得到的高分子表面活性劑。現(xiàn)將已推廣應(yīng)用的代表品種介紹如下。
1． 分散劑AYD
美國Daniel Products Co.推薦的Disperse-AYD系列分散劑是幾種表面活性劑的混合物，這幾種表面活性劑能夠協(xié)合作用，潤濕顏料，抗顏料絮凝，使分散體涂裝之后穩(wěn)定化，分散劑的功能：具有如下多種功能：
a 、 加速顏料粒子的濕潤，增加分散體系的含固量時(shí)具有良好的流動(dòng)性；
b、 降低研磨基料粒度，增加研磨效率及產(chǎn)出量；
c、 顯示高的顏色飽和度與著色強(qiáng)度，使顏料達(dá)到最大著色力；
d 、 與不同涂料相容性良好，長期粘度穩(wěn)定性；
e、 不會(huì)產(chǎn)生硬沉降結(jié)塊，在老化時(shí)也能保持良好的光澤度等；
f 、 對(duì)涂料的干燥成膜時(shí)間、膜牢度、抗水性及光澤度均不產(chǎn)生不良的影響，可增加流平性，獲得更優(yōu)良的表面光澤度。
g 、將發(fā)花、浮色和磨損降至最低程度；
主要分為兩類：陰離子與非離子表面活性劑復(fù)配產(chǎn)物及高分子分散劑。
Disperse-AYD系列的W-22及W-28即為陰離子表面活性劑（ASAA）與非離子表面活性劑（NSAA）復(fù)配物，主要適用于水性（稀釋）涂料。W-22用于漢沙黃、甲苯胺紅、耳硝基苯胺橙、聯(lián)苯胺黃以及無機(jī)顏料TiO2、鎘黃、炭黑等品種；W-28用于酞菁藍(lán)、酞菁綠、色酚紅色顏料及喹吖啶酮、還原類顏料等品種。
Disperse-AYD 15的組成為改性的熱塑聚丙稀樹脂、丙烯酸樹脂、丙二醇單甲醚酸性溶液（PM Aceta），主要適用于制備顏料高濃度的分散體，可以直接合成最終溶劑型涂料。由AYD－15制備的顏料分散體系與各種醇酸樹脂（長油、中油）有良好的相容性，可用來制備空氣自干、烘焙整理，顏色均勻，耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性良好的產(chǎn)物。
2． DISPER BYK系分散劑
德國畢克化學(xué)公司（BYK Chemie）以及在日本的改公司的分公司，推出適用于涂料、塑料的特定分散助劑，其組成為新型特種高分子分散助劑，尤其適用于有機(jī)、無機(jī)顏料的濕潤、分散作用。以DISPER BYK－163為例，其組成為高分子嵌段共聚物，與經(jīng)典分散、濕潤助劑相比，對(duì)顏料表面吸附作用強(qiáng)，明顯地改進(jìn)對(duì)顏料粒子地濕潤效果，縮短研磨過程，增加單位時(shí)間產(chǎn)量；具有優(yōu)良地抗絮凝作用，阻止其分散粒子重新聚集，尤為適于制備溶劑型涂料；具有高分子結(jié)構(gòu)特性，不影響涂料表面的耐久性能。
在應(yīng)用過程中，可將樹脂與溶劑預(yù)先混合均勻，再加DISPER BYK－163至研磨基料中，良好分散后，加入顏料，分散劑的用量為顏料量的10％－25％，對(duì)于無機(jī)顏料可降低至1％－10％。
相似的，DISPER BYK－358則是用于溶劑型涂料的流平劑，其組成為丙烯酸酯共聚物，可溶于烷基苯中（酸值為1mgKOH/g），用于高檔汽車面漆、色漆及清漆。主要作用為改善流平性，且與多數(shù)基料具有優(yōu)異的相容性。
畢克化學(xué)公司推薦的另外兩種濕潤、分散劑為：a、Anti-Terra－U，成份為不飽和聚酰胺與低分子量的酸性聚酯溶液，酸值為24mg KOH/g，溶劑采用甲苯/異丁醇（8：1），用量1％－5％（顏料量），該分散劑可降低顏料與疏水基料之間的表面張力，以分散劑的極性基團(tuán)吸附于表面上，縮短研磨時(shí)間，增加分散體的穩(wěn)定性；b、Anti-Terra-203，成份為聚羧基烷基銨鹽溶液，酸值51mg KOH/g，溶劑為烷基苯，主要用于中－低極性的涂料體系中，可降低顏料表面張力，防止出現(xiàn)浮色，具有良好的分散體儲(chǔ)存穩(wěn)定性能。
3.EFKA系列分散劑
荷蘭EFKA化學(xué)公司推薦適用于印墨及涂料工業(yè)的分散劑，均屬于不同類型的高分子分散劑。
A、 EFKA－5044/5244是適用于含溶劑或不含溶劑的涂料體系的分散、濕潤劑，尤其適用于制備膨潤土膠體。
B、 EFKA－5064/5066與多種樹脂（醇酸、氨基樹脂、硝化纖維、聚丙稀胺等）有良好相容性能，均為高效的濕潤分散劑，可以阻止涂料體系產(chǎn)生發(fā)花現(xiàn)象。
C、 EFKA－4046/4047專門設(shè)計(jì)用于高檔汽車面漆、金屬表面涂層用的分散、濕潤劑，二者均可減少顏料研磨時(shí)間，提高著色強(qiáng)度及改進(jìn)分散體的穩(wěn)定性。其中EFKA－4046適用于無機(jī)及有機(jī)顏料的分散；而EFKA－4047尤其適用于一些難以分散的顏料品種。
D、 EFKA－6745是適用于酞菁顏料的衍生物協(xié)和分散劑，它可以改性或使表面活化，進(jìn)而強(qiáng)化高分子分散劑，使之易于在粒子表面上牢固結(jié)合，提高著色強(qiáng)度，減少分散體的浮色現(xiàn)象。
E、Efka近期還提供了2種革新型產(chǎn)品Efka4300和Efka4330，它們基于新型的聚合物類型。這種新技術(shù)-可控游離基聚合可使具有狹相對(duì)分子質(zhì)量分布的特制的烯酸嵌段共聚物設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，并成為工業(yè)上用此方法制成的第一批聚合物分散劑。這種新型高相對(duì)分子質(zhì)量分散劑用于高性能溶劑型汽車面漆（包括修補(bǔ)漆）、卷材涂料、雙組分聚氨酯涂以及其它一般工業(yè)涂料中，降低粘度、高顏料荷載量、較好的顏料穩(wěn)定化作用和寬闊的相容性方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)。Efka-4330用于所有溶劑型高性能涂料、工業(yè)涂料以及最低樹脂的顏料漿方面作顏料解絮凝劑用。
總之，上述各類高分子分散劑，用量在2％－10％，可以大幅度降低物料粘度，并且推薦用于如下各顏料品種：C.I.P.Y.173(Sandonrin Yellow 6GL)、P.O.36(Novoperm Orange HL 70)、P.R.170（Novoperm Red F3RK）、P.R.178（Paliogen Red L3910HD）及P.R.179（Paliogen Marron L3920）等
4.Elvacite系列分散劑
美國Du Pont公司推薦的商品Elvacite亦屬于高分子分散劑，適用于印墨、工業(yè)涂料及汽車面漆中。由于分子中含有與顏料表面結(jié)合以及提供立體障礙的嵌段共聚物結(jié)構(gòu)，可以有效地分散低活性的顏料粒子，降低粘度，提高研磨效率，與多種樹脂連結(jié)料有良好相容性。
5. Hypersol系列超分散劑
丹麥KVK公司推薦一系列適用于印墨的濕潤及分散體穩(wěn)定分散劑，以牌號(hào)Hypersol超分散劑出售。該產(chǎn)品可以提高印墨著色強(qiáng)度，改進(jìn)墨性。該公司出售此類分散劑是成套配合使用，如設(shè)計(jì)合增效劑，與分散在高沸點(diǎn)石油醚中的高分子分散劑Hypersol L4744配合應(yīng)用；專門用來制備聯(lián)苯胺系黃色顏料分散體的黃色協(xié)合增效劑Hypersol L4708；而Hypersol L4742及L4744則屬于聚酯結(jié)構(gòu)的高分子分散劑，適用于有機(jī)洋紅色原及無機(jī)顏料。
|6.Solsperse系列超分散劑
英國ICI公司出售的高分子分散劑，其生產(chǎn)技術(shù)受到嚴(yán)密封鎖，產(chǎn)品以壟斷價(jià)格出售牌號(hào)為Solsperse hyperdis-persants,具有如下
特點(diǎn)：可以明顯地降低研磨基料的粘度；提高研磨分散速率，增大固體含量從而提高生產(chǎn)能力；提高著色強(qiáng)度從而降低顏料成本.
該類高分子分散劑同樣包括兩類:一是有色的協(xié)和增效劑,含有與處理的顏料相似的分子結(jié)構(gòu),以有助于吸附于本體顏料表面,并使之改變極性,再與高分子分散劑相結(jié)合；二是特定結(jié)構(gòu)的無色高分子分散劑。
近期ICI公司在原有的16種商品基礎(chǔ)上，又增加多種新的超分散劑商品推向市場，獲得良好的分散效果。
近年由德國ZENECA特種化工公司補(bǔ)充推薦的適用于汽車/工業(yè)涂料體系的超分散劑，包括原有的Solsperse27000、28000品種及新增加的兩個(gè)品種：Solsperse26000、24000SC（適用于高沸點(diǎn)脂肪烴溶劑）。后者24000SC，系采用冷噴霧冷卻加工的新產(chǎn)品劑型，與原來品種24000GR相比，能更快速地溶解于多種溶劑中，如在乙酸乙酯、甲乙酮MEK）、甲苯、二甲苯等溶劑中只需2－5min即可溶解。依據(jù)分散劑溶解特性以及結(jié)構(gòu)特性，對(duì)于非極性溶劑有一些典型的用途。其中以酞菁藍(lán)（P.B.15:3）為例，在研磨基料中添加高分子分散劑與不添加分散劑，以三輥進(jìn)行研磨分散，配方組成如表8所示，配方中連結(jié)料為醇酸、苯酚改性樹脂、中性烴樹脂及稀釋劑；可見顏料及樹脂的固體含量明顯提高，顏料/連結(jié)料質(zhì)量比從0.7增加至1.43。其后Avecia助劑公司2003年開發(fā)了6種新產(chǎn)品，包括5種改善流動(dòng)性的水性涂料用增稠劑。這5種新型超分散劑用于無溶劑體系，如Solsperse39000用于UV固化涂料，Solplus L300用于粉末涂料。Solplus K200和Solplus K210用于將顏料分散到增塑劑。據(jù)該公司稱，它們被用來優(yōu)化特定的施工工藝，讓顏料分散過程更有效率，改善了最終涂料的流動(dòng)性和施工性能。
7．CH型高分子分散劑品種
近年由上海三正高分子材料公司也研制開發(fā)了CH系列超分散劑。該系列產(chǎn)品屬聚合物顏料表面處理劑，分子中含有錨式基團(tuán)及溶劑化鏈，適用于制備易分散型并在使用介質(zhì)中有良好分散穩(wěn)定性的顏料，產(chǎn)品類型大致分為3種不同錨式基團(tuán)，分別適用于：
a、無機(jī)顏料及極性有機(jī)顏料；b、弱酸性有機(jī)顏料；c、非極性或疏水性有機(jī)顏料。
綜上所述，高分子多功能分散劑已為眾多的研究者重視，與經(jīng)典分散劑相比，尤其在制備非水溶劑型顏料分散體中，高分子多功能分散劑不僅加速濕潤作用，降低粘度，提高研磨效率，而且大幅度提高著色強(qiáng)度和分散體系中含固量，并通過高分子碳鏈立體屏障效應(yīng)，明顯提高分散體系穩(wěn)定性，因此高分子分散劑已在油基印墨、涂料工業(yè)中發(fā)揮了重要作用。不僅如此，近十年來正在開發(fā)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，諸如作為潤滑劑的添加劑；油基鉆孔液體流變性能添加劑，以降低粘度，加快循環(huán)速度，不增加鉆孔阻力（ICI公司產(chǎn)品牌號(hào)：Hypermer OM1）；以及磁性材料中應(yīng)用的添加劑等。可以預(yù)計(jì)，隨著對(duì)該領(lǐng)域相關(guān)基礎(chǔ)理論的深入研究，必將開發(fā)出更多具有實(shí)際意義的高分子分散劑以滿足各種特定的要求。
