水性色浆中水性润湿剂的快捷选择方法——粘度法

水性色浆中水性润湿剂的快捷选择方法——粘度法

颜料的润湿性主要取决于颜料的表面化学和物理特性。颜料的分散包括三个过程：颜料粒子表面吸附的空气被分散介质所代替，即润湿过程;颜料聚集体在机械力作用下破碎，形成原生粒子或较小的聚集体，即机械粉碎分散过程;防止分散后的颜料粒子或较小的聚集体再聚集，即稳定过程[1]。想要获得比较稳定的颜料分散体系，必须依靠水性润湿剂的帮助。

水性润湿剂的发展趋势之一是向高相对分子质量发展[2-4]。近年开发的具有颜料亲和基的高分子聚合物分散剂分子量更大，在颜料表面上吸附牢度更强，空间位阻效应更强，使水性色浆的颜料分散技术得以快速发展。这类分散剂是一类新型高效的聚合物型分散助剂，克服了传统分散剂在分子结构上的局限性，在水性体系中具有良好的分散效果[5]。它主要通过锚固基团吸附在颜料颗粒表面，通过亲水性溶剂化链分散在水中，进而能够快速而充分的润湿颗粒，增加其在水中的亲和力;通过空间位阻作用和双电层作用，使分散的颜料颗粒不容易聚沉或絮凝，增加分散体系的稳定性[6]。

颜料的润湿和分散是色浆生产的关键，本文根据科迪公司常用的水性润湿剂，针对不同颜料色粉特性，对水性润湿剂的选定提供一种快捷方法，为以后产品的改进和研发提供一定的依据。

实验试剂及设备

水性润湿剂、颜料等色浆配方组成所需原材料：广州市番禺科迪色彩有限公司提供;色差计：美国DATACOLOR;旋转粘度计：广州市标格达实验用品有限公司;分散机、恒温恒湿干燥箱、涂布器：上海现代环境工程技术有限公司;电子天平、烧杯：市售。

实验采用方法：粘度法

将水性润湿剂和水按照一定比例在高速分散机下(500r/min)均匀混合，然后添加颜料，在1500r/min下，分散15min(文中除特殊说明，所用的分散剂：水：颜料均按照4：1：5的比例)，测定其分散液的旋转粘度。然后分析对比，筛选合适的分散剂进行配方验证。

实验结果与讨论

由于酞菁绿本身密度稍大，大多分散体系在静置一段时间后都出现结底的现象，这样可能在同等条件下选择。从表中可知，水性润湿剂B无论是分散状态还是体系的粘度，都能说明对酞菁绿的分散状态比较好，其次分散状态较好的为水性润湿剂D、F、E、C和G。所以考虑以水性润湿剂B为主分散剂，并与其他几种分散剂进行搭配。表3为研磨实验后助剂选择的验证实验结果。

 颜色指标是采用电脑测色仪得出的结果，这里：

△L表示明暗度。如为正值，说明明暗度较亮：负为较暗。

△a表示偏红或偏绿。如为正值，说明偏红：负为偏绿。

△b表示偏黄或偏蓝。如为正值，说明偏黄：负为偏蓝

△E表示总色差。

△str表示着色力差。(下面的相同内容均不再做说明)

以上三种配方分散分散状态良好，从表2可知，配方1#展色力最好，即说明水性润湿剂B和D搭配，色浆的着色力明显提高，这与粘度法对分散剂的选择的结果一致。

将以上三个配方在涂料中的展色力对比

以上结果表明，配方2#流动性和展色力均最好，即说明水性润湿剂E和A搭配，色浆的着色力明显提高，流动性明显要好，这与粘度法对分散剂的选择的结果一致。 

对于颜料碳黑(P.BK7)有较好的润湿效果的较好的是水性润湿剂D、M和F，其次为N，所以对水性润湿剂D、M、F和N进行搭配。配方1#(D&M),配方2#(D&F),配方3#(D&N)。

以上结果表明，水性润湿剂D与M组合，无论是色浆研磨后的流动性还是展色力都要优于其他分散剂。这也验证了粘度法的结果。

对于颜料黄(P.Y74)有较好的润湿效果的是水性润湿剂B、G、L和A，其中润湿效果最好的是水性润湿剂B，要优于其它试剂。将以上几种水性润湿剂搭配，组合配方1#(B&G),配方2#(B&L),配方3#(B&A))

通过粘度法筛选出的配方水性润湿剂B与G搭配，研磨的色浆无论是流动性还是展色力都是最好的，这与粘度法测得的结果相同。

对于铁黄色粉有较好的润湿效果的较好的是S、V、B、T、U和R，其中润湿效果最好的是S，要优于其它试剂。将S分别与V、B、T组合，配方1#(S&V),配方2#(S&B),配方3#(S&T)。

研磨后状态：分散粘度小，流动性均良好。

对以上结果分析可知，通过粘度法筛选出的配方S与V搭配是最好的，从表中可以发现，在分散剂等量时V略优于B、T，但是优势并不明显，因为V、B、T对铁黄(P.Y.42)色粉的分散润湿效果差别不是很大，这与粘度法测得的结果相同，这说明粘度法测得的结果具有一定的参考意义。

从上述实验结果可知，粘度法对水性润湿剂的快速选择存在一定的指导意义。在实际工作中，我们可以通过此法选择出一种(或几种)分散效果最好的起主要作用的水性润湿剂，然后进行合理搭配。

粘度法在一定程度上减少对助剂选择所需的工作量，但是对于对于配方组成的最终助剂选择还是需要一定的工作验证。因此，对于此法的研究，还需要更多的工作者进行补充说明，能够形成一套更为系统的方法，进而为将来的研究工作更加顺利的进行。

北京齐飞科技发展有限公司是一家专门致力于水性助剂研发，生产，销售于一体的高新技术精细化工企业。公司在国内外设有研发基地，研发队伍由多名专业的博士，研究生组成。 产品广泛应用于涂料、油墨、墙衣硅藻泥、建材、粘合剂、水处理等行业。电话(Tel)：400-879-9769