水性涂料分散剂的种类多样,结构各异,以下是对其种类与结构的详细解析:
一、种类
一、阴离子型水性涂料分散剂
大部分由非极性带负电荷的亲油烃链部分和极性亲水基团组成,这两个基团位于分子的两端,形成了不对称的亲水亲油亚结构。品种包括油酸钠C17H33COONa、羧酸钠、硫酸盐(R—O—SO3Na)、磺酸盐(R—SO3Na)等。相容性好,广泛应用于水性涂料和油墨中。聚羧酸聚合物还可用于溶剂型涂料,并作为分散剂广泛用于控制絮凝型水性涂料体系。
二、阳离子型水性涂料分散剂
是非极性基带正电荷的化合物,主要有胺盐、季胺盐、吡啶盐等。对炭黑、各种氧化铁颜料和有机颜料有较强的吸附能力和良好的分散效果。使用时需注意其与基料中羧基起化学反应,还要避免与阴离子水性涂料分散剂同时使用。
三、非离子型水性涂料分散剂
在水中无离子化,无电荷,在颜料表面吸附较弱,主要在水性涂料体系中应用。主要分为乙二醇型和多元醇型,能降低表面张力和提高水分。与阴离子型水性涂料分散剂体系相结合,可作为润湿剂或乳化剂,广泛应用于水性色浆、水性涂料和油墨中。
四、两性型水性涂料分散剂
是由阴离子和阳离子所组成的化合物,典型应用的是磷酸酯盐型的高分子聚合物。这类聚合物酸值较高,可能会影响层间附着力。
五、电中性型水性涂料分散剂
分子中阴离子和阳离子有机基团的大小基本相等,整个分子呈现中性,但却具有极性,在涂料中应用广泛。
六、高分子型水性涂料分散剂
稳定性好,常用的高分子型分散剂有:多已内配多元醇-多乙烯亚胺嵌段共聚物、多已内酯再与三乙烯四胺的反应物、丙烯酸酯高分子(由基团转移聚合制得,先加甲基丙烯酸酯,再加甲基丙烯酸失水甘油酯)、低分子量聚酯(由多羟基硬脂酸制得,再引入锚定基团制得的各种聚氨酯和聚丙烯酸酯)等。由于它们的锚定基团一头与树脂缠绕吸附,另一头又与颜料粒子包附,因此贮存稳定性好。但需注意不要用太强的溶剂,否则在高剪切力的情况下,会把这些高分子的超分散剂的锚定链溶解,进而引起颜料返粗絮凝。
二、结构
水性涂料分散剂的结构多样,但通常都包含亲油基团和亲水基团两部分。亲油基团通常是非极性的碳氢链部分,能够吸附在颜料颗粒表面;而亲水基团则是极性的,能够与水分子形成氢键,使颜料颗粒能够均匀分散在水中。
此外,不同类型的分散剂在结构上也有所差异。例如,阴离子型分散剂的亲水基团通常是羧酸盐、硫酸酯盐或磺酸盐等;而阳离子型分散剂的亲水基团则是带正电荷的胺盐、季胺盐等。非离子型分散剂则不含离子基团,主要通过氢键等相互作用力来分散颜料颗粒。
综上所述,水性涂料分散剂的种类多样、结构各异。在选择和使用时,需要根据涂料的配方、颜料种类和分散剂的性能等因素进行综合考虑,以确保涂料的稳定性和性能。