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高分子润湿分散剂通过多重作用机制显著提升颜料分散度,具体影响及效果如下:
一、核心作用机制
空间位阻效应
高分子分散剂通过锚定基团(如羧酸基、胺基)吸附在颜料表面,形成厚实的吸附层。其高分子链像“刷子”般伸展在颗粒周围,阻碍其他颗粒靠近,从而防止团聚。
静电斥力增强
离子型分散剂(如聚丙烯酸铵)通过电荷基团与溶剂中的反离子交互作用,在颜料表面形成双电层结构,增加颗粒间的电斥力。
双分子层结构
高分子分散剂使颜料粒子表面形成双分子层结构,外层极性端与水或溶剂有强亲和力,增加颜料被润湿的程度。这种结构进一步稳定分散体系,防止颗粒重新聚集。
二、对颜料分散度的具体影响
解絮凝与颗粒细化
高分子分散剂通过空间位阻和静电斥力,将颜料聚集体解聚为原始颗粒状态。
防止絮凝与沉淀
抑制絮凝:高分子分散剂通过立体阻碍和电荷斥力,防止颜料颗粒重新聚集。
防止共絮凝:某些分散剂对不同颜料提供相同电荷,避免电荷差异导致的共絮凝,进一步稳定分散体系。
提高颜料含量与体系稳定性
降低粘度:高分子分散剂通过空间位阻效应降低颜料颗粒间的吸引力,显著降低体系粘度。
增强稳定性:在低树脂浓度下,高分子分散剂仍能维持分散体系稳定,使颜料填充量大幅提高。
三、实际应用效果
提升涂料性能
光泽与着色力:解絮凝的颜料颗粒更小,可获得高光泽,增进颜色强度。
遮盖力与透明度:高分子分散剂优化颜料分布,同时增强遮盖力(无机颜料)和透明度(有机颜料)。
流平性与耐久性:分散剂改善涂料流动性,使涂层更平整,并提高附着力与耐久性。
优化加工性能
缩短研磨时间:高分子分散剂加速颜料润湿与解聚,显著缩短研磨时间,提高生产效率。
降低能耗:在塑料、橡胶加工中,分散剂提高熔体流动性,减少能耗。
环境与资源效益
减少VOC排放:高分子分散剂提高涂料固含量,降低挥发性有机物(VOC)排放,减少环境污染。
节约资源:通过提高颜料含量和涂布率,减少涂料使用量,降低废弃物产生。