五、润湿分散剂 润湿分散剂用于促进基料对颜料的润湿及分散。颜料良好的润湿分散,是配漆的重要部分。 颜料分散从机理上可分为三部分:①湿润:树脂溶剂取代颜料表面的空气;②分散:利用机械能量以高剪切力将颜料聚集体分散为单独粒子;③稳定:已分散的颜料粒子保持分散状态,不出现絮凝、反粗现象。 上述三部分中又以稳定最重要。若颜料分散后不稳定,将出现诸如光泽不良、沉淀、浮色发花等弊病。润湿分散剂的功用主要在于稳定,同时对湿润及分散亦有效用。 溶剂型环氧涂料所用润湿分散剂主要为长链多氨基酰胺和高分子酸酯的盐,如BYK公司生产的DISPER BYK-163,对环氧高固体分涂料有非常好的润湿分散作用。按颜料量计算,有机颜料使用量为1.0%~5.0%;无机颜料为0.2%~2.0%;总漆量的0.1%~1.0%;浙江临安化工厂生产的CP-88(一种磷酸酯盐)在涂料中使用除具有润湿作用外,还具有良好的防沉效果。无机颜料用量为0.3%~0.8%,总漆量的12%~0.5%。国内环氧树脂常用的润湿分散剂见表6-9。 六、消泡剂 消泡剂可防止涂料在生产过程、包装及施工时产生气泡而影响研磨效率,或涂料及浇注料固化后表面留有气泡之问题。一般来说,消泡剂之功效在于“不相容性”,达到消泡效果。 首先要明确的是没有通用消泡剂,也就是说没有万能消泡剂。 (1)选择消泡剂应注意 1)消泡剂的表面张力要小于胶液的表面张力; 2)溶剂对消泡剂的溶解度越小越好; 3)消泡剂在胶液中要有良好的分散性; 4)消泡剂不应与胶液中的成分发生反应; 5)消泡剂应有较高的渗透、扩散系数; 6)消泡剂不应影响最后产品性能; 7)消泡剂不应有异味; 8)注意消泡剂价格的选择。 (2)消泡剂在使用时应注意 1)环氧乳液中消泡剂的一般用量(质量分数)为0.01%~0.3%。 2)消泡剂即使不分层,使用前也应适当搅拌一下比较好。 3)在胶液或乳液搅拌情况下加入消泡剂。 目前,我国最常用的消泡剂主要有低分子量醇类、磷酸酯类、乳化硅油类以及复合型等4类。 低分子量醇类消泡剂通常为3~12个碳原子的醇类物质,例如1-丁醇、1,2-丙二醇、1-辛醇和松油醇(C10H17OH)等。这类消泡剂的特点是价格不高,但消泡效果不好,用量较大,一般需2%~5%,而且有些醇类(例如辛醇)有较难闻的气味,不利于劳动保护,目前作为消泡剂使用已逐步淘汰。 磷酸酯类的最典型品种是磷酸三丁酯[(CH3CH2CH20)3PO],低毒,消泡效果十分明显,用量一般为涂料总量的0.005%~0.01%。磷酸三丁酯作为消泡剂使用的缺点是抑制泡沫产生的能力较差,因而在加入后不能再强烈搅拌,否则泡沫还会重新产生。 乳化硅油类是低分子量的有机硅乳液聚合物,常用的是乳化甲基硅油和乳化苯甲基硅油。无毒无嗅,挥发性很小,价格昂贵,消泡效果显著,用量一般为乳液量的0.05%。缺点是使用不当会引起涂膜的附着力下降和再涂性变差等。 复合型消泡剂的典型代表是SPA-102和SPA-202。SPA-102消泡剂的组成是醚酯化合物和有机磷酸盐等为基础的复合型消泡剂。该消泡剂能有效地消除低粘度的乳液涂料生产过程或施工过程中产生的泡沫,没有其他消泡剂用量过量时产生的缩孔(“油缩”)现象,也无其他不良副作用。SPA-202消泡剂的主要成分是硅、酯、乳化剂等复合型的消泡剂,消泡效果同SPA-102基本相似。 国产溶剂型涂料用消泡剂在市场上还比较少见,上海涂料研究所已研制出一些产品,还有台湾德谦公司的产品可供选用。现在多数使用国外公司的产品,主要有德国Henkel公司、Tego公司、荷兰EFKA公司和德国BYK公司。其中德国Henkel化学公司生产的PerenolE1、E2、E3都是非硅系列的消泡剂。它与树脂的混容性有限,能快速迁移至漆膜表面,因表面张力较低,所以破泡性好,若将其与该公司生产的流平剂PerenolF40配合使用,会收到流平和消泡的双重效果,最使人感兴趣的是不易出现副作用。PerenolF40的用量为漆量的0.3%~0.5%(先加),搅拌均匀后再加PerenolEl(为漆量的0.1%~0.5%),搅拌均匀即可。 七、乳化剂 环氧树脂的各种特性,如粘结力、耐化学品性能、机械性能以及电绝缘性能等,在溶剂型环氧涂料中得到充分体现。但是,由于溶剂型环氧涂料含有大量有机溶剂,在固化成膜过程中,这些溶剂的挥发,给环境造成污染并危害人体健康,而且有机溶剂为易燃液体,涂料在施工或贮运过程中容易造成燃爆事故,因此,水分散性环氧涂料得到了迅速发展。 水分散性环氧涂料主要形态是乳化液,通过乳化剂使之分散于水成为稳定的乳化液。环氧乳液以及由它配置的各类涂料的性能在很大程度上取决于配方中乳化剂。 乳化剂属表面活性剂,在它们的分子中含有两类性质截然不同的部分,亲水或疏油的极性基团与亲油或疏水的非极性基团。目前常用的乳化剂可分为离子型乳化剂和非离子型乳化剂两大类。前者又分为阴离子型、阳离子型和两性离子型乳化剂三类,主要依据其分子结构中亲水基团在水溶液中解离时产生的电荷而划分;后者则又有醚型、酯型和其他类型三种。 乳化剂的选用根据实践经验可归纳为以下几点: (1)选择与被乳化物质结构相类似的品种,以增强乳化效果,而且乳化剂若能溶于该物质则亦会提高乳化效果。 (2)在乳液聚合时最好用与单体有更大增溶能力的品种,且不应干扰聚合反应并有良好的聚合稳定性和贮存稳定性。 (3)其来源应丰富,价格低廉,无毒,属非危险品。 环氧树脂不溶于水,而溶于苯、酮等有机溶剂中,具有亲油性。非离子型乳化剂烷基酚聚环氧乙烷常用作为环氧树脂的乳化剂,它含有憎水基烷基酚及亲水基聚环氧乙烷。 聚环氧乙烷在水中,分子中醚键的氧原子与水中的氢原子以微弱的化学力结合成氢键而增大在水中的溶解性。当聚环氧乙烷分子在水中成曲折型时,亲水性氧原子在链的外侧,而憎水性的—CH2—CH2—基曲折在里侧。从整个链来看,链在周围似乎都是氧原子,容易和水结合,整个链是亲水基而呈现出较大的亲水性。当环氧树脂和水加在一起时,两者不相溶分成两层,加入烷基酚聚环氧乙烷时,亲水基溶于水,憎水基溶于环氧树脂,搅拌后使环氧树脂成为微粒分散于水中,成为稳定的环氧树脂乳液,见图6-3。 用于环氧树脂的乳化剂主要有:聚氧乙烯烷基酚缩合物类,如聚氧乙烯烷基酚醚;聚氧乙烯脂肪醇缩合物类,如脂肪醇环氧乙烷缩合物;聚氧乙烯蓖麻油缩合物,如蓖麻油环氧乙烷缩合物。 |