山東埃爾派 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2020-12-03
分散劑對陶瓷墨水性能的影響
無機(jī)顏料粒子親水性弱,不易在水性體系中保持穩(wěn)定分散狀態(tài),為了提高其分散穩(wěn)定性,就需要添加潤濕分散劑。潤濕分散劑是兼具潤濕和分散兩種功能的一種表面活性物質(zhì),常用的分散劑大多是陰離子型和非離子型的,陽離子型和兩性表面活性劑使用較少。
分散劑的選擇
為了使墨水分散體系均勻穩(wěn)定并滿足其他性能要求,吸附在陶瓷色料顆粒表面的高分子分散劑在結(jié)構(gòu)上至少具備以下兩個(gè)特征:(與色料顆粒表面能形成牢固的多點(diǎn)結(jié)合的錨固段,如、、、、等;(在分散介質(zhì)中有一定長度的溶劑化鏈段。常見溶劑化鏈有三類,第一類為聚醚鏈,合適強(qiáng)極性溶劑體系;第二類為聚酯鏈或聚丙烯酸酯鏈,比較適合中極性溶劑;第三類為燒烴鏈或聚酷鏈,適合顏料在低極性溶劑中的分散,超分散劑的吸附形式如圖所示。
如圖可見,型高分子分散劑即為單點(diǎn)鋪固,其他幾乎都是多點(diǎn)錨固,一般多點(diǎn)鋪固與顆粒之間的結(jié)合力要明顯強(qiáng)于單點(diǎn)描固與之的結(jié)合力,所以帶有多點(diǎn)鋪固基團(tuán)的分散劑比單點(diǎn)貓固分散劑具有更好的的分散穩(wěn)定性,分散劑的吸附形式主要有種尾形、環(huán)形、臥形,等人經(jīng)過理論推導(dǎo)預(yù)言尾形和環(huán)形更有利于空間穩(wěn)定。同時(shí)為了使分散劑對顏料粒子在溶液體系中的分散具有足夠的空間穩(wěn)定作用,其溶劑化鏈段應(yīng)在分散介質(zhì)能得到足夠伸展的構(gòu)象,所以分散劑選擇一般根據(jù)粉體、溶劑體系等性質(zhì)為依靠。
—溫度,°吸附層中分散劑的濃度;
…溶劑化鏈在分散介質(zhì)中的第二維利系數(shù);在優(yōu)良溶劑中,,;在溶劑中,;在不良溶劑中,°。由此可見溶劑化鏈與分散介質(zhì)的相容性越好,其值越高,分散劑的分散穩(wěn)定作用越強(qiáng)。若分散劑溶劑化鏈在分散介質(zhì)中的溶解性過低,則在分散介質(zhì)中伸展程度較差,不能產(chǎn)生足夠的空間位阻效應(yīng),而導(dǎo)致粉體之間的團(tuán)聚;若分散劑得溶劑化鏈在分散介質(zhì)中溶解性較好,但是溶劑化鏈太短,形成的吸附層厚度有限,空間位阻也不足以使體系穩(wěn)定。由于傳統(tǒng)的分散劑對陶瓷粉體的分散效果較差,難形成穩(wěn)定體系,所以本文主要針對高分子分散劑進(jìn)行研究,對各類型高分子分散劑進(jìn)行蹄選,如下表所示,研究分散劑對墨水體系的性能影響。
目前應(yīng)用較多的如聚豫酸鈉鹽(、聚丙烯酸鈉(,它主要由含接基的單體形成的均聚物,研磨后墨水色澤以及浮色方面較差,在聚梭酸類超分散劑中引入特種功能性單體如含擴(kuò)酸基、氧基等功能性單體,可改善超分散劑的分散性能,減少分散劑用量,如分散劑它是一種新型的疏水改性聚丙稀酸共聚按鹽分散劑,相對于分散劑、來說,其分散效果有所改善,研磨后浮色少,色澤較
好分散劑是一種陰離子型高分子混合物,可用于水性油性體系,它在浮色發(fā)花的處理上效果很好,但是分散性能一般,常作為潤濕流平劑使用;復(fù)配分散劑是一種陰離子型嵌段共聚物分散劑,不含,用于分散無機(jī)顏料,制備高濃度低粘度的色獎,儲存穩(wěn)定性好,但是對于分散特黑顏料,分散效果較差;分散劑、復(fù)配、分別為嵌段共聚的潤濕型有機(jī)娃溶液、非離子型帶有特殊親顏料基團(tuán)的嵌段聚合物型分散劑、非離子型帶有芳香基團(tuán)高分子無規(guī)聚合物,根據(jù)實(shí)驗(yàn)c現(xiàn),達(dá)到最佳分散狀態(tài)下,與陰離子分散劑相比,復(fù)配分散劑的用量較高;分散劑對于分散有機(jī)顏料效果極佳,但是分散無機(jī)顏料,用量較大,且粘度較高,不適合用于分
散鈷藍(lán)、鐠黃等顏料。分散劑和主要用于對無機(jī)特黑顏料分散,分散劑很適合納米材料分散,分散劑是含顏料親和基團(tuán)的聚合物的混合物水溶液,適合水性體系。
不同結(jié)構(gòu)類型的聚合物在色料粒子表面的吸附形式也不盡相同,如前所述,能較好起到分散穩(wěn)定作用的分散劑應(yīng)具有一端錨固在粒子表面,另一端能在分散介質(zhì)中自由伸展的結(jié)構(gòu)。雖然就鋪固基團(tuán)在粒子表面的結(jié)合力而言,無規(guī)共聚物與嵌段共聚物并差別不大,但因其在粒子表面為無規(guī)則多點(diǎn)結(jié)合,故難以形成可在分散介質(zhì)中自由伸展的鏈段,從而起不到良好的空間位阻作用,故無規(guī)共聚物不是理想的分散劑結(jié)構(gòu)。相較而言,型共聚物、型嵌段共聚物、接枝共聚物作為陶瓷墨水的超分散劑,結(jié)構(gòu)較為理想,所以課題采用復(fù)配作為陶瓷色料分散劑。
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