1、 水性涂料分散剂的用量及发展趋势
水性涂料是环保型涂料,在日本、欧洲、美国市场占有率超过60%,而在我国的比例明显偏低,不足4%,发展空间很大。2011年至2016年,中国水性涂料市场规模从353亿元增长到540亿元,年均复合增长率约为9%。有机构预测,未来五年,水性涂料平均增长率为23%;到2020年,我国水性涂料产量将达到634万吨。从2016年的投资项目来看,水性涂料项目占多数。
根据研究机构zon market research发布的最 新研究报告,2015年全球水性涂料市场规模为583.9亿美元,到2021年将达到782.4亿美元,年复合增长率为5%。
近年来,随着我国环保法律法规的不断完善和消费者环保意识的增强,涂料市场趋于健康安全,综合性“油改水”计划愈演愈烈。在“油改水”政策背景下,中国涂料行业洗牌步伐加快。
2、 水性涂料分散剂的价格分析
“物竞天择”。在当今竞争激烈的社会,只要任何行业引入竞争,消费者肯定会受益。要么提高服务质量,要么降低产品价格。水基涂料也不例外。据我现在掌握的情况,水性涂料分散剂的价格一直比较稳定,但也不时有下降的趋势,尤其是进口添加剂,除非它们具有特殊性能,否则其他产品是无法替代的。否则,他们销售部门的压力会非常大,主要原因是价格战正在打响。由于原材料的上涨、市场利润的压缩以及竞争对手对价格的恶意压制,涂料生产企业不断地试图降低成本。因此,我们认为:水性涂料分散剂的价格波动不会很大,但未来降价竞争的可能性仍然很大。
3、 水性分散剂的分类
分散剂有很多种。据初步估计,世界上有1000多种分散剂。按其结构可分为:
① 它们是阴离子、阳离子、非离子、两性、电负性和大分子超分散剂。
① 阴离子表面活性剂:大多由非极性、带负电的亲油性烃链和极性亲水基团组成。这两个基团位于分子的两端,形成不对称的亲水亲油分子结构。其品种有:油酸钠、羧酸盐、硫酸盐(r-o-so3na)、磺酸盐(r-so3na)等。阴离子分散剂因其良好的溶解性而被广泛应用。
② 阳离子型:是一种非极性基带正电荷化合物。该品种有十八烷基胺醋酸酯。烷基季铵盐、氨基丙胺双油酸酯、季铵盐、特殊改性聚胺磷酸酯等阳离子表面活性剂吸附能力强,对炭黑、各种氧化铁和有机颜料具有良好的分散效果。但应注意阳离子表面活性剂与基材中羧基的化学反应,不能与阴离子分散剂同时使用。
③ 非离子型:不能电离,不带电。颜料表面吸附性弱,主要用于水性涂料。品种包括C17H33COO(CH2CH2O)NH、聚乙二醇多元醇和聚乙烯亚胺衍生物。它们的作用是降低表面张力和改善润湿性。加入适量的有机硅氧烷,可防止起晕、浮色,提高流平效果。
④ 两性的:由阴离子和阳离子组成的化合物。典型的应用是磷酸盐型聚合物。这种聚合物具有较高的酸值,会影响层间的附着力。值得注意的是。
⑤ 电负性:分子中阴阳离子的有机基团大小基本相等,整个分子呈中性但极性。品种有:油氨基油酸酯
⑥ 聚合物类型(包括高、中、低分子量)。其中,高级、稳定的属于聚合物型,如:a.聚己醇-聚乙烯亚胺嵌段共聚物;B.聚己内酯与三乙烯四胺反应;C.基团转移聚合制备的丙烯酸酯聚合物,先加入甲基丙烯酸甲酯,再加入脱水甲基丙烯酸甘油酯。d、 以聚羟基硬脂酸为原料制备了低分子量聚酯,通过引入锚定基团制备了各种聚氨酯和聚丙烯酸酯。因为锚定基团的一端与树脂缠绕,另一端被颜料颗粒包裹。因此,贮存稳定性相对较好。当然,我们也要注意不要使用太强的溶剂,因为溶剂太强,在高剪切力的情况下,会溶解这些聚合物超分散剂的锚链,进而引起颜料的粗化和絮凝。
4、 水性涂料分散剂原理
大多数分散剂通过润湿、研磨和分散、偶联和包裹稳定来分散颜料和填料。然而,由于成本控制,昂贵的分散剂不能用于水性涂料。目前常用的润湿分散剂主要是阴离子型和非离子型。其原理是低表面张力,快速润湿颜料颗粒,然后通过高剪切力,如分散机、研磨机等,使颜料颗粒形成半絮凝(或称为可控絮凝)分散体。如果此时涂料的粘度比较高,不会出现颜料抗粗化和严重的絮凝现象,但如果粘度控制不好,会长期出现问题;有的使用偶联剂作为分散剂,通过亲水基团和硫水基团将两种不同的物质偶联。与架桥法一样,这种方法的优点是:综合性能好,分散性好,用量少,增加了涂层的附着力,但缺点是它不是一种去絮凝基团,不适合对显色要求高的涂料。通过研究和实践,建议在水性涂料中使用能起到脱凝作用的分散剂。因为这样做的好处是:颜填料显色性好,亮度高,光泽好。