无树脂色浆

无树脂研磨色浆在各种树脂体系中的应用

金逐中1，孙丽莉1，丁娜2，顾广新2

( 1．上海深竹化工科技有限公司，上海201100; 2．上海复旦大学，上海200433)

涂料及油墨用色浆的制备方法有多种，最常见的是混色研磨和分色研磨。前者是用成膜树脂混合研磨各种颜料，后者用成膜树脂研磨单个颜料。采用这些方法制备色浆其性能完全可以适合要求。然而，当涂料树脂体系较多时，对于原材料的库层成本、色浆的贮藏空间、交货时间等方面就有较高的要求了。假设一个工厂有五种树脂体系，就要配备五个类型色浆，每种类型色浆都要备齐至少7 个颜色，而每个颜色多的要备3 桶，少的要备一桶，这样一个400m2 的楼层就全让色浆桶给占掉了。每个月光盘点色浆数量就要占用2 个工作日，还得提防不同类型色浆的混用。而许多小企业无法备齐每种色浆，配色时要么滥竽充数，要么延迟交货，或是外购色浆( 价格不菲) ，对企业发展不利。

如何解决这个问题呢? 最近发展的方向是微脂色浆。采用通用树脂例如相容性比较好的醛酮树脂( 如A81) 、丙烯酸树脂、分散树脂或CAB 等研磨色浆，再加入到不同的树脂体系中。这种方法有部分涂料厂家在使用，而更多的是被一些色浆生产厂商所采用，例如Sunchemical 的CAB 色片、BASF 的微高力系列颜料预制剂( 分别采用氯醋、松香改性树脂，乙烯基树脂及水性树脂作为载体) 以及Evonik 的通用色浆系列( 分别采用丙烯酸、醇酸及醛酮树脂作为载体) 等。然而，通用树脂不可能考虑所有树脂体系的特点，在某些体系中，也必然会影响一些性能，例如在塑胶漆中可能会影响耐醇性，在烤漆中会影响硬度、耐MEK 性能，在玻璃漆中可能会影响附着力或耐水性等等。所以BASF 及Evonik均有多套颜料预制剂或色浆推出，同样做不到完全通用。

于是，无树脂的概念就此推出。这种想法很有诱惑力:无树脂的色浆不含有树脂，就可以应用于几乎所有的树脂体系。例如有人曾经将70 份钛白粉采用4 份BYK 161 及16份DBE

研磨到细度在10 以下，贮藏稳定性尚可。但色浆和树脂混合后，就严重返粗。也有人尝试增加分散剂用量来制作无树脂色浆，达到一般稳定效果分散剂的添加量为正常添加量的

3 ～

4 倍，实际上是将分散剂当成树脂来使用。分散剂的锚定基团多是一些极性基团，例如羧基、酰胺基、叔胺基等等，这些锚定基团对颜料有较好的亲和作用，但也存在副作用。分散剂过量添加，就会造成一些负面的影响。林宣益也介绍了采用Lubrizol 公司的超分散剂制备无树脂色浆，通用性较强。也有人推荐一些无树脂的配方( 见表1) 。也有人介绍应用于喷墨打印的水性无树脂色浆。但这些方法都未被大规模采用，与经济性、配套性及未进行系统性试验有关。表2 介绍了不同的色浆制备方法的比较。

随着受控自由基型( CFＲP) 分散剂的出现，分散剂在常规用量下制备无树脂色浆成为可能。金逐中等介绍了采用CFＲP 型分散剂配制高浓度无树脂或微脂消光浆，这种消光浆的浓度高达25% 以上，并且具有较低的黏度和可流动性。金逐中介绍了采用CFＲP 类分散剂制备各种颜色的无树脂色浆的研究。这类分散剂具有广泛的相容性和规整受控的分子结构( 见图1，采用不同方法合成的分散剂的凝胶渗透色谱图所测试的分子量分布) 。采用受控自由基聚合的高分子分散剂，其锚定基团比较集中，从而对颜料的吸附效率更高，集中的位阻链段又使相容性更易控制、副作用更少。合适结构的受控自由基型分散剂对各种颜料均具有优秀的亲和性，适合做高档色浆及无树脂色浆。

1 无树脂研磨色浆的配制及基本性能

按表3所示的配方配制无树脂研磨色浆。在玻璃瓶中首先添加溶剂及分散剂，混合均匀后加入颜料和玻璃珠，密闭后置于Disperser DAS 200 振荡分散仪中振荡2h( 碳黑分散时间为3h) 。取出后过滤备用。

备注: ( 1) 以上配方为质量份，下同; ( 2) “颜料的BET /DBP /吸油量”中，其中无机颜料采用其吸油量数据，有机颜料采用其BET 值，碳黑则采用其DBP 值; 下同; ( 3) CFＲP 类分散剂的有效份均为50%。