水性体系中分散剂耐水性及耐盐雾性的研究

祁佩、吴兴伟，优卡化学（上海）有限公司

摘要：本文介绍了一款性能优异的结构聚合物分散剂，该分散剂具有合适的分子量，多样化的锚定基团，以功能性亲水聚合单体和亲油聚合单体为溶剂化链段并合理调整其HLB值，使其兼顾优异的分散性与耐水性，同时提高耐盐雾性能，经过实验证明，该分散剂在单组份水性丙烯酸、双组份丙烯酸聚氨酯以及双组份环氧体系中均具有优异的耐水表现以及耐盐雾表现，满足工业需求。

润湿分散剂在水性涂料中的应用举足轻重，合理添加润湿分散剂能提升整个涂料产品的质量，赋予涂膜更加优异的性能。分散剂主要包括两个部分：一部分为锚定基团，可紧紧吸附在颜料颗粒表面，防止分散剂脱吸附；另一部分为溶剂化链段，它与分散介质具有优异的相溶性，能在颜料表面形成足够厚度的保护层。

与传统的表面活性剂型分散剂相比，现如今的分散剂结构特征在于以锚定基团及溶剂化链段分别取代了表面活性剂的亲水基团与亲油基团，常用的锚定基团有-NR₂，- NR³⁺，-COOH，-COO-，-SO₃H，-SO₃^-，-PO₄^2-等，所以进一步提高了分散剂与颜料的锚定作用，其溶剂化链则可以通过选用不同的聚合单体或改变聚合单体配比来调节它与分散介质的相容性，同时还可以通过增加溶剂化链的分子量以保证它在颜料表面形成足够的保护层。

本文主要介绍了一款新型耐水结构聚合物分散剂，重点研究了该分散剂在单组份水性丙烯酸、双组分环氧以及双组分丙烯酸聚氨酯体系中耐水性与耐盐雾性的表现，经过实验发现该分散剂具有良好的耐水性与耐盐雾性，完全满足工业的需求。

一、分散剂耐水及耐盐雾的原理

影响分散剂耐水性以及耐盐雾性的因素很多，比如活性基团、分子结构、分子量以及HLB值等，该分散剂合理设计其结构，合理调整其亲水亲油平衡值，引入功能性聚合单体作为溶剂化链段，使其在漆膜干燥的过程中，亲水链段收缩，亲油链段舒展，降低分散剂对漆膜耐水性的影响，这样漆膜的耐水性以及耐盐雾性就会提升，如图1所示。

图1. 分散剂耐水耐盐雾原理

二、实验部分

2.1◆ 耐水实验

单组份丙烯酸体系中的耐水实验

实验配方

该实验选择一款市面常用的丙烯酸乳液，合理调整各类助剂加量，使其成为一个可供实验的配方，具体配方见表1。

表1. 实验用单组份丙烯酸体系配方

实验方法与结果

按照HGT4758水性丙烯酸树脂涂料Ⅱ型常温自干型单组份涂料进行耐水检测，检测方法为施涂两道，每道间隔24h，总干膜厚50±5μm，干燥及养护时间为14d。

按照行标要求耐水24h后，实验结果见图2。

由实验结果可以看出，在单组份丙烯酸树脂体系中，UNIQ® SPERSE 688 W在同等条件下，拥有比竞品更优异的耐水性能。

图2. 单组份丙烯酸体系耐水结果

双组份丙烯酸聚氨酯体系中的耐水实验

实验配方

该实验选择一款市面上常用的羟基丙烯酸乳液及HDI固化剂，合理调整各类助剂加量，使其成为一个可供实验的配方，具体配方见表2。

表2. 实验用双组份丙烯酸聚氨酯体系配方

实验方法与结果

按照HGT 4761水性聚氨酯涂料金属表面用涂料面漆进行耐水检测，检测方法为施涂两道，每道间隔24h，总干膜厚60±5μm，干燥及养护时间为7d。

按照行标要求耐水48h后，实验结果见图3。

由实验结果可以看出，在双组份丙烯酸聚氨酯树脂体系中，UNIQ^®SPERSE 688 W在同等条件下，拥有比竞品更优异的耐水性能。

图3. 双组份丙烯酸聚氨酯体系耐水结果

双组份环氧体系中的耐水实验

实验配方

该实验选择一款市面上常用的环氧乳液及水性环氧固化剂，合理调整各类助剂加量，使其成为一个可供实验的配方，具体配方见表3。

表3. 实验用双组份环氧体系配方

实验方法与结果

按照HGT 4759水性环氧树脂防腐涂料中底漆进行耐水检测，检测方法为施涂两道，每道间隔24h，总干膜厚100±10μm，干燥及养护时间为14d。

按照行标要求耐水240h后，实验结果见图4。

由实验结果可以看出，在双组份环氧树脂体系中，UNIQ^® SPERSE 688 W在同等条件下，拥有比竞品更优异的耐水性能。

图4. 双组份环氧体系耐水结果

表4. 耐盐雾实验单组份丙烯酸体系配方

2.2◆ 耐盐雾实验

实验配方

该实验选择一款市面上常用的耐盐雾单组份丙烯酸乳液，合理调整各类助剂加量，使其成为一个可供实验的配方，具体配方见表4。

图5. 耐盐雾实验结果

实验方法结果

喷涂一道，干膜厚度50μm，干燥及养护时间为常温干燥3d，20℃烘烤8h后实验。盐水浓度为5%，耐盐雾时间为168h，结果如图5所示。

由实验结果可以看出，在要求有耐盐雾的水性丙烯酸体系中，UNIQ^® SPERSE 688 W在同等条件下，拥有比竞品更优异的耐盐雾性能。

三、结论

1、该分散剂通过合理的结构设计以及引入功能性的溶剂化链段，使其具有优异的耐水耐盐雾性能。

2、通过实验证明，该分散剂在单组份水性丙烯酸、双组份丙烯酸聚氨酯以及双组份环氧体系中比竞品具有优异的耐水表现。

3、通过实验证明，该分散剂在耐盐雾体系中也比竞品拥有更优异的耐盐雾表现。

内容来源 | 涂料与油墨中国版