水性分散剂HP2466和水性增稠剂HR7022的应用

潘锦棠

高级工程师

鞍山辉虹新材料化工有限公司

润湿分散剂 分散剂可以分为：①阴离子型分散剂；②阳离子型分散剂；③非离子型分散剂；④两性型分散剂；⑤高分子型超分散剂；⑥受控自由基型超分散剂关键字：助剂

一、分散剂的润湿和分散

分散剂是能使细粒物质分散于水或有机介质中并能形成稳定的细分散悬浮液的化学品。它们都是含有亲水基团和疏水基团（或链段）的化合物，其作用是减低微粒或液滴之间的黏附力而防止其絮凝或附聚。可以用下图来表示分散剂的作用机理：

二、分散剂的分类

分散剂可以分为：①阴离子型分散剂；②阳离子型分散剂；③非离子型分散剂；④两性型分散剂；⑤高分子型超分散剂；⑥受控自由基型超分散剂

三、水性润湿分散剂HP2466

辉虹HP2466属于高分子型超分散剂，其超分散的特点：①分子量大：由于其结构特点，可同时结合好几个位置，和颜料颗粒形成稳定的吸附层；②相似相容：当聚合物链充分溶解、展开后形成很好的空间稳定性，所以必须和树脂溶剂高度相容。如果相容性差，聚合物链塌陷，造成空间位阻，稳定性消失。表面极性高的颜料，比如离子型的无机颜料，任何一种分散剂的吸附都相对容易而对非极性涂料表面，比如结晶表面是非极性分子的有机颜料，通常的添加剂很难形成良好的吸附。具有大量的锚固基团的聚合物分散剂对非极性表面非常有效。

四、水性分散剂HP2466的应用

1、分散钛白对比

参考配方：

原材料	添加量
钛白粉	70
分散剂	5
水	24.7
消泡剂	0.2
DMEA	0.1

初期润湿性：

白度，遮盖力对比：

2、有机颜料分散对比

参考配方：

分散剂与颜料的百分比	25%	30%	35%	40%
有机颜料	40	40	40	40
分散剂	10	12	14	16
DMEA	0.1	0.1	0.1	0.1
消泡剂	0.2	0.2	0.2	0.2
水	49.7	47.7	45.7	43.7

将水性无树脂酞青蓝色浆（40%酞青蓝+12%分散剂），加入水性单组分丙烯酸乳液中，并配制成成品水性漆。观察罐内储存状态，与刮板的板面效果。

将水性无树脂F5RK红色浆（40%颜料+12%分散剂），加入水性单组分丙烯酸乳液中，并配制成成品水性漆。观察罐内储存状态和刮板的板面效果。

3、抗浮色发花对比

浮色是颜色在垂直方向上发生变化，发花是颜色在水平方向发生的变化。其中，内因是颜料粒子粒径差，密度差，颜料絮凝体、解絮凝体同时存在导致颜料粒子运动能力差，外因是涂料干燥过程中的贝纳德涡流。

分别在HP2466分散的白浆中调入彩色无树脂色浆

从板面可以对比看出，HP2466具有较好的抗浮色发花的效果，且对颜色具有较好的展色效果。

五、水性增稠剂分类

人工合成类增稠剂一般通过氢键作用、电荷排斥、疏水缔合等方式实现对水体系的增稠。其中最为典型的是疏水改性碱溶涨丙烯酸共聚乳液（HASE）、疏水改性羟乙基纤维素（HMHEC）和疏水改性乙氧化聚氨酯（HEUR）。疏水改性碱溶涨丙烯酸共聚乳液（HASE）属于阴离子型丙烯酸酯共聚乳液，其分子链上带有羧酸基团，pH值一般在2-4。其增稠原理一般是因为疏水基团之间由于憎水作用而形成聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合形成超分子结构，实现了较好的增稠效果。疏水改性羟乙基纤维素（HMHEC）是通过强烈的水合作用和分子链的缠绕来实现水相粘度的提高。疏水改性乙氧化聚氨酯增稠剂在乳液型的体系中，可以通过吸附的方式附着在乳胶粒子的表面外，还通过自身缔合胶束和乳胶粒子间搭桥形成新的缔合网络结构来增稠，其在乳液体系的增稠效果非常明显。但是这三款典型的增稠剂在水溶性体系中增稠效果就很一般，主要是水溶性体系中存在着较多的醇醚类溶剂，这些溶剂的存在使得增稠剂发生溶解而起不到增稠的作用，这给涂料的储存及使用带来了很多不便。

传统结构的水性聚酰胺增稠剂本身存在多元酸多元酰胺结构，能够在溶剂中溶解、在水中溶胀，使其在含8-30%醇醚溶剂体系中能起到一定增稠效果。但是其本身是蜡状，使用之前需要预乳化，给涂料生产和使用带来较大不便。传统结构本身没有水溶性（水乳性），使其在水溶性体系中低温条件下容易析出，涂料质量明显下降；在施工过程中遇到加水开稀，溶剂溶解力下降，也会造成蜡类结构析出。辉虹助剂公司通过对传统聚酰胺结构的改性后，使其在传统结构基础上亲水性得到提高，不需要预乳化即可直接使用。由于亲水性改善，可以同时应用于水溶性烤漆和水性乳液体系，跟各种水性树脂兼容性优异，不会造成析出风险。

六、水性聚酰胺类增稠剂HR7022应用

1、对比抗流挂效果

在水溶性丙烯酸氨基烤漆中等量添加HR7022增稠剂、聚氨酯类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂对比抗流挂效果。

取等量涂料，使用LG-1型流挂测试仪进行测试，从上至下膜厚分别为50μm、75μm、100μm、125μm、150μm、175μm、200μm、225μm、250μm、275μm

如上图（a）所示，HR7022的抗流挂值为175μm，在200μm湿膜厚度出现了稍许的流挂，且随着厚度的增加其抗流挂性能未出现大的衰减。如上图（b）所示聚氨酯类抗流挂剂的抗流挂值为175μm，在200μm时出现了较大流挂，且随着漆膜厚度的增加，其抗流挂性能出现较大幅度的衰减。如上图（c）所示聚丙烯酸类抗流挂剂的抗流挂值为150μm，抗流挂性能稍弱一些，且随着漆膜的增加，抗流挂性能衰减很严重。

在水溶性丙烯酸氨基烤漆中添加不同量的HR7022，对比抗流挂效果。

将三组样品放入50℃烘箱中进行储存稳定性测试，放置7天后进行对比，从图7可以看出来，在水溶性丙烯酸体系以及水溶性环氧酯体系中，进口竞品上层均出现不同程度的“浮水”现象，而HR7022所制备的样品未出现“浮水”现象，50℃储存7天后对样品进行刷涂试验，刷涂的漆膜上未出现颗粒，胶块及刷痕。可见HR7022在水溶性体系内具有非常好的抗沉效果和稳定性。

3、增稠剂对漆膜光泽度的影响

树脂体系	水溶性丙烯酸（白色）			水溶性环氧酯（白色）
增稠剂种类	聚氨酯类增稠剂	聚丙烯酸类增稠剂	HR7022	聚氨酯类增稠剂	聚丙烯酸类增稠剂	HR7022
光泽度	92.1°	81.2°	91.6°	83.4°	72.3°	82.6°