分散劑HT A20
一、概述
HT A20為酸性基團(tuán)改性的聚丙烯酸酯乙醇溶液。改善無機(jī)顏填料在有機(jī)溶劑、樹脂溶液和聚合物中潤濕分散,減少分散過程所需時間,使粒子穩(wěn)定分散在體系中,防止分散后的粒子再團(tuán)聚。
二、技術(shù)數(shù)據(jù)
固含量:55%
溶劑:乙醇
外觀:淺黃色透明液體
三、用量及用法
HT A20加入量為無機(jī)顏填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1-2%。
在無機(jī)如鈦白粉氣粉碎時加入HT A20,使HT A20和顏填料充分混合。
四、功能
HT A20通過改性劑分子鏈中的錨固基團(tuán)吸附在無機(jī)顏填料粒子表面,改性劑分子鏈中的聚丙烯酸酯能有效地包覆無機(jī)顏填料粒子,防止粒子在儲存過程中團(tuán)聚,并可降低無機(jī)顏填料的含水率。由于處理后的無機(jī)顏填料粒子表面疏水性強(qiáng),粒子很容易分散在有機(jī)溶劑、樹脂溶液和聚合物中??山档腕w系粘度,獲得高光澤、增進(jìn)遮蓋力。
五、應(yīng)用領(lǐng)域
改性后的無機(jī)顏填料可用于工業(yè)涂料、建筑涂料、卷材涂料、汽車涂料、木器和家具涂料、防腐涂料、顏料濃縮漿等體系。
六、特性和優(yōu)點
HT A20改善了無機(jī)顏填料與介質(zhì)間的潤濕性,減少了分散過程所需要的時間并改善了光澤和流平,降低了粘度并避免觸變性。HT A20通過聚合物中聚丙烯酸酯鏈的空間位阻穩(wěn)定作用防止儲存過程中顏料絮凝和沉淀,保持處理后的無機(jī)顏填料在體系中均勻分散。由于HT A20分子量高、性質(zhì)與樹脂相近,所以HT A20不會對涂料基料耐久性產(chǎn)生影響。
七、運輸及儲存
從生產(chǎn)之日起1年。
遠(yuǎn)離熱源,于通風(fēng)干燥地方存放。
應(yīng)用測試
HT A20改性金紅石鈦白粉的效果優(yōu)于其它表面處理劑如三羥甲基乙烷、三乙醇胺,能改善鈦白粉在介質(zhì)中的再分散性和穩(wěn)定性、提高鈦白粉的遮蓋力。
1有機(jī)表面處理劑HT A20結(jié)構(gòu)示意圖
HT A20為丙烯酸類嵌段聚合物,結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1所示:
圖1 有機(jī)表面處理劑結(jié)構(gòu)示意圖
HT A20分子中的錨固部分由(甲基)丙烯酸、磷酸的均聚物或共聚物組成,通過和鈦白粉間的吸引力(配位作用、共價鍵)吸附在粒子表面,將粒子隔離開來。和樹脂相容的穩(wěn)定部分由丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯無規(guī)共聚物組成,賦予表面改性后的鈦白粉粒子良好的再分散性,并且能穩(wěn)定均勻分散在樹脂溶液和溶劑揮發(fā)后的樹脂中。在體系干燥過程中以及干燥后,和樹脂相容的部分能包覆在鈦白粉粒子表面,防止粒子聚集,使得鈦白粉粒子在樹脂中能均勻分散。圖2表示改性劑HT A20處理鈦白粉粒子后,HT A20在粒子表面的形態(tài)。圖2a表示在樹脂溶液或溶劑中,干燥前,改性劑的錨固部分和鈦白粉粒子間通過共價鍵、配位鍵結(jié)合在粒子表面上,聚丙烯酸酯部分充分伸展,通過空間位阻作用穩(wěn)定粒子;干燥后,聚丙烯酸酯部分包覆在粒子上或和樹脂基體互相滲透。圖2b表示在水性體系中,干燥前,改性劑的聚丙烯酸錨固部分和鈦白粉粒子間通過共價鍵、配位鍵結(jié)合在粒子表面上,依靠靜電斥力穩(wěn)定粒子;干燥后,聚丙烯酸酯部分包覆在粒子上或和樹脂互相滲透??梢?,雙親型嵌段聚合物改性劑HT A20對鈦白粉進(jìn)行有機(jī)表面處理后,在有機(jī)溶劑體系和水性體系中,都能提高鈦白粉在介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性并改善鈦白粉和樹脂的相容性。
圖2 改性劑和鈦白粉粒子結(jié)合示意圖
2有機(jī)表面處理劑HT A20應(yīng)用測試
2.1 表面有機(jī)改性后的鈦白粉在不同分散體系中的懸浮穩(wěn)定性
表1 不同處理劑改性后的鈦白粉在不同分散體系中的沉降時間(min)
表面有機(jī)處理劑
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HT A20
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競品1
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三羥甲基
乙烷
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三乙醇胺
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分散介質(zhì)
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去離子水
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200
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20
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35
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20
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乙酸丁酯
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4000
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30
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14
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6
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備注
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以出現(xiàn)沉淀的時間為沉降時間,沉降距離25cm。
鈦白粉干法改性:取100g金紅石鈦白粉、1.5g改性劑,放入到高速粉碎機(jī)里,進(jìn)行干法處理。
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HT A20處理劑改性的金紅石鈦白粉,在水性體系和油性體系中,穩(wěn)定性都優(yōu)于目前金紅石鈦白粉常用的表面處理劑。這是因為,HT A20處理劑中含有羧基、磷酸和酯基,同時提高了親水親油的性能。在表面處理的時候,HT A20的羧基、磷酸和鈦白粉表面進(jìn)行強(qiáng)力錨合,處理劑脫附幾率大大減少;羧基和酯基的存在,使得表面處理后的鈦白粉具有與水性體系、油性體系良好的相容性。
2.1 表面有機(jī)改性后鈦白粉的遮蓋力
表2 遮蓋力測試結(jié)果(g/m2)
處理劑
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HT A20
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競品1
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三羥甲基乙烷
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三乙醇胺
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遮蓋力
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501.5
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754.5
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720.0
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744.5
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鈦白粉干法改性:取10g金紅石鈦白粉、90g重鈣,1.5g改性劑,放入到高速粉碎機(jī)里,進(jìn)行干法處理。
遮蓋力測試:取處理后粉體10g,加入到35gE-20環(huán)氧樹脂(60%)中,加入混合溶劑5g,用調(diào)漆刀攪拌均勻,用錐形磨研磨至一定的細(xì)度后,用狼毛刷在黑白格上涂刷,以看不到黑白格的區(qū)別為止,涂刷所用的物料質(zhì)量總和乘以50,即為遮蓋力相對數(shù)值。
從表2可以得知,雙親型嵌段聚丙烯酸酯改性劑HT A20對于金紅石鈦白粉的表面有機(jī)化改性效果明顯優(yōu)于其它表面處理劑,對遮蓋力的提高起到了重要的作用。與三羥甲基乙烷比較,HT A20改性后的復(fù)合鈦白遮蓋力提高了30%。這是因為HT A20中的羧基和鈦白粉表面結(jié)合后,聚丙烯酸酯鏈阻止了鈦白粉顆粒的二次團(tuán)聚,使得鈦白粉顆粒能夠均勻的分散在溶劑體系及環(huán)氧樹脂基體中,從而能夠保證金紅石鈦白粉的遮蓋力得到充分展現(xiàn)。
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