國外高分子分散劑的新品種和特點
時間:2005-06-13
有機顏料的重要應用領域之一是涂料著色以及油墨著色。為獲得符合要求的涂料、油墨產品，不少生產廠、公司均致力于研究開發多種類型、具有特定應用特性的多功能顏料分散劑（Multi Functional Pigment Dispersing Agents），它們多為高分子類型的表面活性劑。
高分子分散劑通常起到濕潤、分散、抗絮凝及穩定分散體系、降低粘度等作用。其中包括具有協同增效作用（Synergistically）的樹脂表面活性劑組合產品，以及近年開發的不同單體聚合得到的高分子表面活性劑。現將已推廣應用的代表品種介紹如下。
1． 分散劑AYD
美國Daniel Products Co.推薦的Disperse-AYD系列分散劑是幾種表面活性劑的混合物，這幾種表面活性劑能夠協合作用，潤濕顏料，抗顏料絮凝，使分散體涂裝之后穩定化，分散劑的功能：具有如下多種功能：
a 、 加速顏料粒子的濕潤，增加分散體系的含固量時具有良好的流動性；
b、 降低研磨基料粒度，增加研磨效率及產出量；
c、 顯示高的顏色飽和度與著色強度，使顏料達到最大著色力；
d 、 與不同涂料相容性良好，長期粘度穩定性；
e、 不會產生硬沉降結塊，在老化時也能保持良好的光澤度等；
f 、 對涂料的干燥成膜時間、膜牢度、抗水性及光澤度均不產生不良的影響，可增加流平性，獲得更優良的表面光澤度。
g 、將發花、浮色和磨損降至最低程度；
主要分為兩類：陰離子與非離子表面活性劑復配產物及高分子分散劑。
Disperse-AYD系列的W-22及W-28即為陰離子表面活性劑（ASAA）與非離子表面活性劑（NSAA）復配物，主要適用于水性（稀釋）涂料。W-22用于漢沙黃、甲苯胺紅、耳硝基苯胺橙、聯苯胺黃以及無機顏料TiO2、鎘黃、炭黑等品種；W-28用于酞菁藍、酞菁綠、色酚紅色顏料及喹吖啶酮、還原類顏料等品種。
Disperse-AYD 15的組成為改性的熱塑聚丙稀樹脂、丙烯酸樹脂、丙二醇單甲醚酸性溶液（PM Aceta），主要適用于制備顏料高濃度的分散體，可以直接合成最終溶劑型涂料。由AYD－15制備的顏料分散體系與各種醇酸樹脂（長油、中油）有良好的相容性，可用來制備空氣自干、烘焙整理，顏色均勻，耐久性、化學穩定性良好的產物。
2． DISPER BYK系分散劑
德國畢克化學公司（BYK Chemie）以及在日本的改公司的分公司，推出適用于涂料、塑料的特定分散助劑，其組成為新型特種高分子分散助劑，尤其適用于有機、無機顏料的濕潤、分散作用。以DISPER BYK－163為例，其組成為高分子嵌段共聚物，與經典分散、濕潤助劑相比，對顏料表面吸附作用強，明顯地改進對顏料粒子地濕潤效果，縮短研磨過程，增加單位時間產量；具有優良地抗絮凝作用，阻止其分散粒子重新聚集，尤為適于制備溶劑型涂料；具有高分子結構特性，不影響涂料表面的耐久性能。
在應用過程中，可將樹脂與溶劑預先混合均勻，再加DISPER BYK－163至研磨基料中，良好分散后，加入顏料，分散劑的用量為顏料量的10％－25％，對于無機顏料可降低至1％－10％。
相似的，DISPER BYK－358則是用于溶劑型涂料的流平劑，其組成為丙烯酸酯共聚物，可溶于烷基苯中（酸值為1mgKOH/g），用于高檔汽車面漆、色漆及清漆。主要作用為改善流平性，且與多數基料具有優異的相容性。
畢克化學公司推薦的另外兩種濕潤、分散劑為：a、Anti-Terra－U，成份為不飽和聚酰胺與低分子量的酸性聚酯溶液，酸值為24mg KOH/g，溶劑采用甲苯/異丁醇（8：1），用量1％－5％（顏料量），該分散劑可降低顏料與疏水基料之間的表面張力，以分散劑的極性基團吸附于表面上，縮短研磨時間，增加分散體的穩定性；b、Anti-Terra-203，成份為聚羧基烷基銨鹽溶液，酸值51mg KOH/g，溶劑為烷基苯，主要用于中－低極性的涂料體系中，可降低顏料表面張力，防止出現浮色，具有良好的分散體儲存穩定性能。
3.EFKA系列分散劑
荷蘭EFKA化學公司推薦適用于印墨及涂料工業的分散劑，均屬于不同類型的高分子分散劑。
A、 EFKA－5044/5244是適用于含溶劑或不含溶劑的涂料體系的分散、濕潤劑，尤其適用于制備膨潤土膠體。
B、 EFKA－5064/5066與多種樹脂（醇酸、氨基樹脂、硝化纖維、聚丙稀胺等）有良好相容性能，均為高效的濕潤分散劑，可以阻止涂料體系產生發花現象。
C、 EFKA－4046/4047專門設計用于高檔汽車面漆、金屬表面涂層用的分散、濕潤劑，二者均可減少顏料研磨時間，提高著色強度及改進分散體的穩定性。其中EFKA－4046適用于無機及有機顏料的分散；而EFKA－4047尤其適用于一些難以分散的顏料品種。
D、 EFKA－6745是適用于酞菁顏料的衍生物協和分散劑，它可以改性或使表面活化，進而強化高分子分散劑，使之易于在粒子表面上牢固結合，提高著色強度，減少分散體的浮色現象。
E、Efka近期還提供了2種革新型產品Efka4300和Efka4330，它們基于新型的聚合物類型。這種新技術-可控游離基聚合可使具有狹相對分子質量分布的特制的烯酸嵌段共聚物設計得以實現，并成為工業上用此方法制成的第一批聚合物分散劑。這種新型高相對分子質量分散劑用于高性能溶劑型汽車面漆（包括修補漆）、卷材涂料、雙組分聚氨酯涂以及其它一般工業涂料中，降低粘度、高顏料荷載量、較好的顏料穩定化作用和寬闊的相容性方面具有突出的優點。Efka-4330用于所有溶劑型高性能涂料、工業涂料以及最低樹脂的顏料漿方面作顏料解絮凝劑用。
總之，上述各類高分子分散劑，用量在2％－10％，可以大幅度降低物料粘度，并且推薦用于如下各顏料品種：C.I.P.Y.173(Sandonrin Yellow 6GL)、P.O.36(Novoperm Orange HL 70)、P.R.170（Novoperm Red F3RK）、P.R.178（Paliogen Red L3910HD）及P.R.179（Paliogen Marron L3920）等
4.Elvacite系列分散劑
美國Du Pont公司推薦的商品Elvacite亦屬于高分子分散劑，適用于印墨、工業涂料及汽車面漆中。由于分子中含有與顏料表面結合以及提供立體障礙的嵌段共聚物結構，可以有效地分散低活性的顏料粒子，降低粘度，提高研磨效率，與多種樹脂連結料有良好相容性。
5. Hypersol系列超分散劑
丹麥KVK公司推薦一系列適用于印墨的濕潤及分散體穩定分散劑，以牌號Hypersol超分散劑出售。該產品可以提高印墨著色強度，改進墨性。該公司出售此類分散劑是成套配合使用，如設計合增效劑，與分散在高沸點石油醚中的高分子分散劑Hypersol L4744配合應用；專門用來制備聯苯胺系黃色顏料分散體的黃色協合增效劑Hypersol L4708；而Hypersol L4742及L4744則屬于聚酯結構的高分子分散劑，適用于有機洋紅色原及無機顏料。
|6.Solsperse系列超分散劑
英國ICI公司出售的高分子分散劑，其生產技術受到嚴密封鎖，產品以壟斷價格出售牌號為Solsperse hyperdis-persants,具有如下
特點：可以明顯地降低研磨基料的粘度；提高研磨分散速率，增大固體含量從而提高生產能力；提高著色強度從而降低顏料成本.
該類高分子分散劑同樣包括兩類:一是有色的協和增效劑,含有與處理的顏料相似的分子結構,以有助于吸附于本體顏料表面,并使之改變極性,再與高分子分散劑相結合；二是特定結構的無色高分子分散劑。
近期ICI公司在原有的16種商品基礎上，又增加多種新的超分散劑商品推向市場，獲得良好的分散效果。
近年由德國ZENECA特種化工公司補充推薦的適用于汽車/工業涂料體系的超分散劑，包括原有的Solsperse27000、28000品種及新增加的兩個品種：Solsperse26000、24000SC（適用于高沸點脂肪烴溶劑）。后者24000SC，系采用冷噴霧冷卻加工的新產品劑型，與原來品種24000GR相比，能更快速地溶解于多種溶劑中，如在乙酸乙酯、甲乙酮MEK）、甲苯、二甲苯等溶劑中只需2－5min即可溶解。依據分散劑溶解特性以及結構特性，對于非極性溶劑有一些典型的用途。其中以酞菁藍（P.B.15:3）為例，在研磨基料中添加高分子分散劑與不添加分散劑，以三輥進行研磨分散，配方組成如表8所示，配方中連結料為醇酸、苯酚改性樹脂、中性烴樹脂及稀釋劑；可見顏料及樹脂的固體含量明顯提高，顏料/連結料質量比從0.7增加至1.43。其后Avecia助劑公司2003年開發了6種新產品，包括5種改善流動性的水性涂料用增稠劑。這5種新型超分散劑用于無溶劑體系，如Solsperse39000用于UV固化涂料，Solplus L300用于粉末涂料。Solplus K200和Solplus K210用于將顏料分散到增塑劑。據該公司稱，它們被用來優化特定的施工工藝，讓顏料分散過程更有效率，改善了最終涂料的流動性和施工性能。
7．CH型高分子分散劑品種
近年由上海三正高分子材料公司也研制開發了CH系列超分散劑。該系列產品屬聚合物顏料表面處理劑，分子中含有錨式基團及溶劑化鏈，適用于制備易分散型并在使用介質中有良好分散穩定性的顏料，產品類型大致分為3種不同錨式基團，分別適用于：
a、無機顏料及極性有機顏料；b、弱酸性有機顏料；c、非極性或疏水性有機顏料。
綜上所述，高分子多功能分散劑已為眾多的研究者重視，與經典分散劑相比，尤其在制備非水溶劑型顏料分散體中，高分子多功能分散劑不僅加速濕潤作用，降低粘度，提高研磨效率，而且大幅度提高著色強度和分散體系中含固量，并通過高分子碳鏈立體屏障效應，明顯提高分散體系穩定性，因此高分子分散劑已在油基印墨、涂料工業中發揮了重要作用。不僅如此，近十年來正在開發在其他領域的應用，諸如作為潤滑劑的添加劑；油基鉆孔液體流變性能添加劑，以降低粘度，加快循環速度，不增加鉆孔阻力（ICI公司產品牌號：Hypermer OM1）；以及磁性材料中應用的添加劑等。可以預計，隨著對該領域相關基礎理論的深入研究，必將開發出更多具有實際意義的高分子分散劑以滿足各種特定的要求。
