分散剂的选择
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ciba® EFKA® Additive’s choosing
怎样筛选助剂?
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals Shanghai Lab
We focus on industries
Additives & Formulations to meet our customer‘s needs
4000 -
HMWD Agents 高分子分散剂
5000 -
W&D Agents 润湿剂
6000 -
Miscellaneous 各种各样的
5
7000 -
Graphic arts 印刷技术
8000 -
Plastics
EFKA-Nomenclature
4
5
5
0
1 = Resins树脂 2 = Defoamers消泡剂 3 = Slip/leveling流平剂 4 = HMWD高分子分散剂 5 = Wet/dispersing润湿剂 6 = Miscellaneous 7 = Inks油墨系列用助剂 8 = Plastics塑料系列用助剂
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
Serial Number
0 = Not assigned无安排
序号
1 = Not assigned无安排
2 = Solvent free products无溶剂产品
3 = Reserved for future products新技术产品
相容性试验
分散剂与研磨介质相容性测试
根据杜罗格先生和斯彻米特先生的理论（杜邦） ，在非性体系，不管颜料粒子的特性如何，只有当粒 子之间的最小距离保持在200Å时，颜料才能处于稳 定的分散状况。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
使用ø2cm分散盘在 3000rpm的转速下搅拌 5min，过滤后用100μm的 线棒刮涂在LENETA黑白纸 上。
涂膜半干后在白纸上轻轻指 研漆膜，直至漆膜近似表干。 观察和测量指研区和其它区 域的颜色变化。（可以用灰 卡或测△E来进行评级和比 较）
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
commercial EFKA-6220
Colorant
1% added to
black
the base paint
20
外观试验
外观测试
用指研相同的混合料，观察其外观是否有浮色及发花：
罐内外观试验方法 将配好的油漆，在混合均匀后，立即观察其表面的浮色发花状态。按浮色发花的 状态评定为1-8级，1级无任何浮色发花，8级为非常严重的浮色发花
10
相容性试验
分散剂与研磨介质相容性测试
PACR聚丙烯酸酯分散剂分子量大，相容性广（从无极 性到很高极性的体系都有很好的相容性），降粘差（可 促பைடு நூலகம்防沉）。这种粘度的差异多是由于其高分子量所引 起的，具有一定的触变性。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
9
相容性试验
分散剂与研磨介质相容性测试 这种相容性是由分散剂本身的化学结构决定的：
PUR结构是有支链的三维网状结构，并引进了锚定基 团。与中到高极性的体系相容。有非常好的降粘作用 。再入流变助剂或防沉剂是有必要的。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
无机颜料浆：1.5 倍研磨料重量
钛白浆： 1 倍研磨料重量 •将混有玻璃珠的研磨浆放入DISPERSER DAS200中震荡研磨。 •若颜料是无机颜料，则震荡时间一般为1小时
•有机颜料一般需震荡2小时。
•碳黑浆则需震荡3小时。
•若在上述时间内，研磨浆的细度达不到要求。 则需调整研磨配方，或认为此分散剂在此体系 中效果不佳。
3
Business Line Coatings / EFKA 涂料业务线/EFKA
„Innovative Solutions for Customer Success“
为客户提供创新的解决方案
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals Shanghai Lab
颜料表面的空气和水被研磨介质的液体所取代。于 是，固/气（颜料/空气）界面转变为固/液（颜料/研 磨介质）界面
颜料聚集体被输入的能量打开。用搅拌器或各种类 型的研磨设备可以达到机械分离。输入能量的大小 和持续时间是使每个颜料初级粒子完全分离的主要 因素。添加剂几乎不能影响这个过程
在分散阶段所取得的颜料初级粒子的分离的保持和 长期控制
光稳定剂 紫外光吸收剂 荧光增白剂
光化学
热化学
表面化学
颜料和 染料
颜C色ol化or 学
Chemistry
Value beyond Chemistry
生物化学
光引发化学
聚合体化学
聚合体分散剂 流平平滑剂 消泡剂
杀菌剂
光引发剂
特殊聚合体 单体/低聚物 流变控制剂
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
21
外观试验
罐内外观的测试
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
22
外观试验
Hanss Jin – 2007.9.4
6
EFKA Product-range
Ciba® EFKA® 是世界上最好的涂料用分散剂供应商 之一。对于颜料的分散，EFKA积累了多年的经验， 愿意与大家分享。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
7
分散剂的选择
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals Shanghai Lab
40% 按 DBP 值 (高色素炭黑)
消光粉：
2-10%按消光粉质量
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
14
颜料分散研磨浆的试验流程
•用DISPERMAT混合研磨浆后，加入2mm玻璃 珠，比例如下：
有机颜料浆：2倍研磨料重量
油墨
包装
电子材料
涂料/油漆
照片/数码成像
家装及成型
塑料
汽车工业 平版印刷
制图 光纤和纺织品
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
2
Product Lines and Innovative Chemistries
抗氧剂 表面处理剂
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
16
颜料分散研磨浆的试验流程
研磨的设备：
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
Skandex (Model DAS 200)
17
研磨浆的测试
对细度能达到要求的研磨浆，需作流涂试验，指研 实验，着色力对比，及流变性曲线的测定，针对部 分涂料，可能还需要增加外观、过度稀释、过度分 散、冷热贮藏等测试。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
18
Pour Out 试验（流涂试验）
2、对于嵌段共聚型的高分子分散剂如EFKA-4300、 EFKA-4330、EFKA-4340而言，这种不相容可能 是由于嵌段的锚钉基团所引起，而在分散剂与颜料 混合后，锚钉基团与颜料接合，不会有任何的负面 影响；
3、对于普通的高分子分散剂，如果发生相容性差的情 况，必须要慎重使用；
Hanss Jin – 2007.9.4
4 = Solvent based polyacrylate聚丙烯酸类溶剂
型产品
5 = Product for water based systems 水性系
统用产品
6 = Reserved for future products 7 = Specialties特别的产品 8 = Reactive products反应型产品 9 = Waxes蜡类产品
观察要点：起粒 透明度 光泽（20° ） 雾影 絮凝 展色力
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
19
指研试验
20：1钛白冲淡（钛白粉对 颜料的比例）
例如：8g清漆，1.5g白浆 （60%），0.45g 碳黑浆 （10%）
•无机，红，黄，绿色有机颜料浆：清漆（SC：30~50%）=2：8 碳黑，兰，紫有机颜料浆：清漆（SC：30~50%） =1：9 •加入1滴EFKA3288。 •边搅拌边加入溶剂调整黏度到约涂4杯14-16秒/20℃。 例如：8g清漆，2g色浆， 7ml溶剂（BA/PMA=1/1） •使用ø2cm分散盘3000rpm搅拌5分钟。用丝网过滤后，将其流涂在透明的PET薄膜 上。干燥后观察透明度和测试光泽。
Efka-Product lines
1000 -
Dispersing Resins 分散树脂
2000 –
Defoamers 消泡剂
3000 -
Slip & Levelling 流平平滑剂
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
13
研磨浆的配方设计
分散剂用量：分散剂固体相对于颜料表面积的重量百分比
有机颜料:
20-30% 按 BET 值 (兰, 绿, 紫)
30-50% 按 BET 值 (红, 橙, 黄)
无机颜料:
10% 按吸油值
炭黑:
20% 按 DBP 值
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
15
颜料分散研磨浆的试验流程
分散过程
润湿 分散 稳定
Æ
Agglomerates 0.1 - 20 um
Aggregates 0.02 – 0.4 um
Æ
Primary particles 0.01 – 0.05 um
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
12
相容性试验
但是： 1、低分子量的润湿剂与体系的不相容，并不表示其不
适用；由于低分子量的润湿分散剂不存在链段的伸 展问题，所以即使与树脂不相容，也是可以使用的 。只是由于分散剂与树脂的相容性差，可能会造成 漆膜有雾影或光泽下降等；
11
相容性试验
试验过程：取透明容器， 9份树脂混入1份助剂搅拌均匀。如果黏度 太高可适量加入树脂中含有的溶剂调稀。
观测
•其混合液是否清澈透明，是否凝胶。 •把混合液滴在聚酯塑料膜片上摊平，自干或烘干观察漆膜的透明性。
相容性差
相容性好
相容性差
相容性好
相容性综合等级可分为：1~5级。1级为最好，5级为最差。
搅拌后外观试验方法 将以上油漆用调刀搅拌均匀后，让油漆顺调刀滴下，观察油漆滴下后表面浮色发 花的状态（一般为圈状色差）。按浮色发花的状态评定为1-8级，1级无任何浮色发 花，8级为非常严重的浮色发花
静置后外观试验方法 将以上油漆用调刀搅拌均匀后，自然放置半小时，观察其表面浮色发花的状态。 按浮色发花的状态评定为1-8级，1级无任何浮色发花，8级为非常严重的浮色发花
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
23
研磨后 的外观
干燥后 的外观 （环氧 地坪）
外观试验
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
24
着色力对比试验
20：1钛白冲淡（钛白粉对颜料的比例）。 在黑白卡纸上涂布并测量。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
怎样筛选助剂?
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals Shanghai Lab
We focus on industries
Additives & Formulations to meet our customer‘s needs
4000 -
HMWD Agents 高分子分散剂
5000 -
W&D Agents 润湿剂
6000 -
Miscellaneous 各种各样的
5
7000 -
Graphic arts 印刷技术
8000 -
Plastics
EFKA-Nomenclature
4
5
5
0
1 = Resins树脂 2 = Defoamers消泡剂 3 = Slip/leveling流平剂 4 = HMWD高分子分散剂 5 = Wet/dispersing润湿剂 6 = Miscellaneous 7 = Inks油墨系列用助剂 8 = Plastics塑料系列用助剂
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
Serial Number
0 = Not assigned无安排
序号
1 = Not assigned无安排
2 = Solvent free products无溶剂产品
3 = Reserved for future products新技术产品
相容性试验
分散剂与研磨介质相容性测试
根据杜罗格先生和斯彻米特先生的理论（杜邦） ，在非性体系，不管颜料粒子的特性如何，只有当粒 子之间的最小距离保持在200Å时，颜料才能处于稳 定的分散状况。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
使用ø2cm分散盘在 3000rpm的转速下搅拌 5min，过滤后用100μm的 线棒刮涂在LENETA黑白纸 上。
涂膜半干后在白纸上轻轻指 研漆膜，直至漆膜近似表干。 观察和测量指研区和其它区 域的颜色变化。（可以用灰 卡或测△E来进行评级和比 较）
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
commercial EFKA-6220
Colorant
1% added to
black
the base paint
20
外观试验
外观测试
用指研相同的混合料，观察其外观是否有浮色及发花：
罐内外观试验方法 将配好的油漆，在混合均匀后，立即观察其表面的浮色发花状态。按浮色发花的 状态评定为1-8级，1级无任何浮色发花，8级为非常严重的浮色发花
10
相容性试验
分散剂与研磨介质相容性测试
PACR聚丙烯酸酯分散剂分子量大，相容性广（从无极 性到很高极性的体系都有很好的相容性），降粘差（可 促பைடு நூலகம்防沉）。这种粘度的差异多是由于其高分子量所引 起的，具有一定的触变性。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
9
相容性试验
分散剂与研磨介质相容性测试 这种相容性是由分散剂本身的化学结构决定的：
PUR结构是有支链的三维网状结构，并引进了锚定基 团。与中到高极性的体系相容。有非常好的降粘作用 。再入流变助剂或防沉剂是有必要的。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
无机颜料浆：1.5 倍研磨料重量
钛白浆： 1 倍研磨料重量 •将混有玻璃珠的研磨浆放入DISPERSER DAS200中震荡研磨。 •若颜料是无机颜料，则震荡时间一般为1小时
•有机颜料一般需震荡2小时。
•碳黑浆则需震荡3小时。
•若在上述时间内，研磨浆的细度达不到要求。 则需调整研磨配方，或认为此分散剂在此体系 中效果不佳。
3
Business Line Coatings / EFKA 涂料业务线/EFKA
„Innovative Solutions for Customer Success“
为客户提供创新的解决方案
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals Shanghai Lab
颜料表面的空气和水被研磨介质的液体所取代。于 是，固/气（颜料/空气）界面转变为固/液（颜料/研 磨介质）界面
颜料聚集体被输入的能量打开。用搅拌器或各种类 型的研磨设备可以达到机械分离。输入能量的大小 和持续时间是使每个颜料初级粒子完全分离的主要 因素。添加剂几乎不能影响这个过程
在分散阶段所取得的颜料初级粒子的分离的保持和 长期控制
光稳定剂 紫外光吸收剂 荧光增白剂
光化学
热化学
表面化学
颜料和 染料
颜C色ol化or 学
Chemistry
Value beyond Chemistry
生物化学
光引发化学
聚合体化学
聚合体分散剂 流平平滑剂 消泡剂
杀菌剂
光引发剂
特殊聚合体 单体/低聚物 流变控制剂
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
21
外观试验
罐内外观的测试
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
22
外观试验
Hanss Jin – 2007.9.4
6
EFKA Product-range
Ciba® EFKA® 是世界上最好的涂料用分散剂供应商 之一。对于颜料的分散，EFKA积累了多年的经验， 愿意与大家分享。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
7
分散剂的选择
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals Shanghai Lab
40% 按 DBP 值 (高色素炭黑)
消光粉：
2-10%按消光粉质量
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
14
颜料分散研磨浆的试验流程
•用DISPERMAT混合研磨浆后，加入2mm玻璃 珠，比例如下：
有机颜料浆：2倍研磨料重量
油墨
包装
电子材料
涂料/油漆
照片/数码成像
家装及成型
塑料
汽车工业 平版印刷
制图 光纤和纺织品
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
2
Product Lines and Innovative Chemistries
抗氧剂 表面处理剂
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
16
颜料分散研磨浆的试验流程
研磨的设备：
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
Skandex (Model DAS 200)
17
研磨浆的测试
对细度能达到要求的研磨浆，需作流涂试验，指研 实验，着色力对比，及流变性曲线的测定，针对部 分涂料，可能还需要增加外观、过度稀释、过度分 散、冷热贮藏等测试。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
18
Pour Out 试验（流涂试验）
2、对于嵌段共聚型的高分子分散剂如EFKA-4300、 EFKA-4330、EFKA-4340而言，这种不相容可能 是由于嵌段的锚钉基团所引起，而在分散剂与颜料 混合后，锚钉基团与颜料接合，不会有任何的负面 影响；
3、对于普通的高分子分散剂，如果发生相容性差的情 况，必须要慎重使用；
Hanss Jin – 2007.9.4
4 = Solvent based polyacrylate聚丙烯酸类溶剂
型产品
5 = Product for water based systems 水性系
统用产品
6 = Reserved for future products 7 = Specialties特别的产品 8 = Reactive products反应型产品 9 = Waxes蜡类产品
观察要点：起粒 透明度 光泽（20° ） 雾影 絮凝 展色力
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
19
指研试验
20：1钛白冲淡（钛白粉对 颜料的比例）
例如：8g清漆，1.5g白浆 （60%），0.45g 碳黑浆 （10%）
•无机，红，黄，绿色有机颜料浆：清漆（SC：30~50%）=2：8 碳黑，兰，紫有机颜料浆：清漆（SC：30~50%） =1：9 •加入1滴EFKA3288。 •边搅拌边加入溶剂调整黏度到约涂4杯14-16秒/20℃。 例如：8g清漆，2g色浆， 7ml溶剂（BA/PMA=1/1） •使用ø2cm分散盘3000rpm搅拌5分钟。用丝网过滤后，将其流涂在透明的PET薄膜 上。干燥后观察透明度和测试光泽。
Efka-Product lines
1000 -
Dispersing Resins 分散树脂
2000 –
Defoamers 消泡剂
3000 -
Slip & Levelling 流平平滑剂
Hanss Jin – 2007.9.4 Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
13
研磨浆的配方设计
分散剂用量：分散剂固体相对于颜料表面积的重量百分比
有机颜料:
20-30% 按 BET 值 (兰, 绿, 紫)
30-50% 按 BET 值 (红, 橙, 黄)
无机颜料:
10% 按吸油值
炭黑:
20% 按 DBP 值
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
15
颜料分散研磨浆的试验流程
分散过程
润湿 分散 稳定
Æ
Agglomerates 0.1 - 20 um
Aggregates 0.02 – 0.4 um
Æ
Primary particles 0.01 – 0.05 um
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
12
相容性试验
但是： 1、低分子量的润湿剂与体系的不相容，并不表示其不
适用；由于低分子量的润湿分散剂不存在链段的伸 展问题，所以即使与树脂不相容，也是可以使用的 。只是由于分散剂与树脂的相容性差，可能会造成 漆膜有雾影或光泽下降等；
11
相容性试验
试验过程：取透明容器， 9份树脂混入1份助剂搅拌均匀。如果黏度 太高可适量加入树脂中含有的溶剂调稀。
观测
•其混合液是否清澈透明，是否凝胶。 •把混合液滴在聚酯塑料膜片上摊平，自干或烘干观察漆膜的透明性。
相容性差
相容性好
相容性差
相容性好
相容性综合等级可分为：1~5级。1级为最好，5级为最差。
搅拌后外观试验方法 将以上油漆用调刀搅拌均匀后，让油漆顺调刀滴下，观察油漆滴下后表面浮色发 花的状态（一般为圈状色差）。按浮色发花的状态评定为1-8级，1级无任何浮色发 花，8级为非常严重的浮色发花
静置后外观试验方法 将以上油漆用调刀搅拌均匀后，自然放置半小时，观察其表面浮色发花的状态。 按浮色发花的状态评定为1-8级，1级无任何浮色发花，8级为非常严重的浮色发花
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
23
研磨后 的外观
干燥后 的外观 （环氧 地坪）
外观试验
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab
24
着色力对比试验
20：1钛白冲淡（钛白粉对颜料的比例）。 在黑白卡纸上涂布并测量。
Hanss Jin – 2007.9.4
Ciba Specialty Chemicals shanghai lab