超分散剂结构特征与作用机理课件

1、粉体表面处理技术上海三正高分子材料有限公司第1页，共60页。影响粉体性能的基本因素 粉末材料的化学成分粉末材料的晶体结构粉末材料的形貌特征 粒径 粒径分布 形状粉末材料的表面性质 表面能 表面张力 表面化学位 表面官能团 表面酸碱性第2页，共60页。粉体表面改性的目的增加相容性提高分散性赋予新功能 着色力 遮盖力 耐侯性 耐热性 提高附加值控制释放环境保护第3页，共60页。改性技术的内容与发展趋势粉体表面该性的原理和方法表面改性剂表面改性工艺与设备改性过程的控制与产品检测技术表面性能设计改性产品年增长15%新型表面改性剂及改性设备超细化、活性化及晶体结构复杂化统一第4页，共60页。粉体的表面及

2、界面性质比表面积 比表面积=形状因子/（密度X平均粒径）表面能 表面能=表面张力X比表面积表面官能团 种类、数量与比例表面润湿性（接触角）表面电性能第5页，共60页。粉体表面改性方法涂敷改性（冷法、热法） 石英砂涂敷树脂，提高铸造时粘结性表面化学改性（主要方法） 颗粒表面性质、改性剂种类、用量用法及工艺设备与操作条件沉淀反应改性（钛白、云母）机械化学改性高能改性、酸碱处理等第6页，共60页。粉体表面改性设备高速混合（捏和）机HYB高速气流冲击式粉体表面处理机 （东京理科大学、奈良机械制作所）球磨机、砂磨机液相表面处理喷雾表面处理第7页，共60页。粉体表面改性剂偶联剂 硅烷类；钛酸脂、铝酸脂、锆

3、酸脂类表面活性剂（离子型、非离子型）有机聚合物、有机硅不饱和有机酸、丙烯酸树脂氢氧化物及其盐超分散剂第8页，共60页。颜料的表面处理-超分散剂技术第9页，共60页。超细粉末的分散性粉末分散性的具体表现 粉末分散的难易程度 决定加工能耗与时耗 分散粉体的稳定性 决定储存稳定性及最终实用性能 抗絮凝，抗沉降，抗浮色等 流动性，流平性，遮盖力 光泽，亮度，着色强度第10页，共60页。影响粉末分散性的基本因素不可更改因素 粉体材料的化学成分 粉体形貌粒径与粒径分布可更改因素（提高分散性的手段) 1)干燥工艺 2)表面处理剂(改变表面能， 表面酸碱性 表面张力,表面化学位，表面官能团) 3)润湿分散剂(

4、改变粉末/介质界面张力，降低界面自由能，提高分散稳定性) 第11页，共60页。粉体分散领域的研究课题粉末表面结构表征与性能测试表面处理剂的选择及其吸附机理表面处理剂与介质及其它表面活性 物质之间的竞争吸附,吸附层结构 表面处理剂与分散介质的相互作用表面处理工艺与设备 关键：表面处理剂(润湿分散剂)第12页，共60页。CH系列超分散剂结构特征与应用特点第13页，共60页。颜料分散的基本过程1）润湿过程 液固界面取代气固界面；润湿角2）破碎过程 外力作用；粒子团聚与破碎平衡3）稳定过程 影响分散稳定性的基本因素 分散稳定的基本特征第14页，共60页。润湿分散剂的作用机理 1）降低液 / 固界面张力

5、2）电荷稳定机理 双电层理论3）空间稳定机理 熵排斥理论 渗透排斥理论 第15页，共60页。润湿分散剂的常见类型1）水性体系 聚磷酸盐 表面活性剂 水溶性聚合物2）非水分散体系 天然高分子 合成高分子 偶联剂 第16页，共60页。传统润湿分散剂的局限性1）亲水基结合力不强，易脱附 起亲水作用，不为颜料表面性质设计2）亲油基为正构烷烃，相容性欠佳 非极性基团，不适应极性介质3）亲油基太短，位阻不够 碳链长度不超过18个碳原子 第17页，共60页。超分散剂的锚固基团锚固基团取代亲水基针对颜料表面设计(1)强极性表面 单点化学键结合 (2)弱极性表面 多点氢键结合(3)非极性表面 表面增效剂第18页

6、，共60页。超分散剂的溶剂化链1）单端官能化2）相容性可调 单体种类及配比 溶解度参数 容剂化链极性 相似相容原则3）容剂化链长度 分子量控制 第19页，共60页。超分散剂的吸附形态超分散剂在强极性表面的单点化学吸附超分散剂在弱极性表面的多点氢键吸附超分散剂通过表面增效剂在非极性表面吸附第20页，共60页。超分散剂作用机理示意图 颗粒颗粒锚固基团溶剂化链第21页，共60页。超分散剂的吸附性能Rehacek方法CaCetg=Ma直线XapMaCa第22页，共60页。超分散剂在磁粉表面的吸附等温线(Mn=700)超分散剂在磁粉表面的吸附等温线(Mn=1500)超分散剂在磁粉表面的吸附参数(Mn=7

7、00)超分散剂在磁粉表面的吸附参数(Mn=1500)第23页，共60页。超分散剂作用体系的流变性能超分散剂的最值用量超分散剂的降粘作用锚固基团对流变曲线的影响溶剂化链对流变曲线的影响第24页，共60页。超分散剂的分散稳定作用超分散剂对磁浆沉降稳定性的影响超分散剂对油墨粘度稳定性的影响第25页，共60页。超分散剂的使用方法1）降低研磨介质的树脂浓度 传统树脂浓度及颜料含量正常粘度 降低树脂浓度降低粘度及稳定性2）加入超分散剂 提高稳定性， 进一步降低粘度3）提高颜料含量 高颜基比，高稳定性，正常粘度第26页，共60页。超分散剂使用注意事项1）研磨基料中树脂浓度最低化 维持稀释稳定性即可2）先于颜

8、料及填料加入 3）其它助剂尽量在稀释及后续过程加入4）用量与颜料比表面积有关 约2mg每平方米（BET） 最佳用量对应最低粘度，最佳质量 第27页，共60页。超分散剂的应用特点润湿快速充分,缩短研磨时间,提高生产率提高颜基比，减少能耗和设备损耗降低粘度，改善流变性提高分散稳定性，避免再分散研磨基料相容性好，通用性强不易氧化结皮，减少废弃物超分散剂不亲水，不会导入亲水膜分散彻底，应用性能大幅度提高 第28页，共60页。CH-5型超分散剂 在胶印油墨中的应用 第29页，共60页。应用特点提高油墨质量 高光泽，高着色力，高透明度提高生产效率 提高颜 / 基比，缩短研磨时间通用性强 热固型与单张纸型通

9、用同一基料高分散稳定性 第30页，共60页。胶印油墨用超分散剂的选择立索尔红 / 罗宾红8CH5酞箐及炭黑颜料103：1 CH5：CH-11B联苯胺黄 103：1 CH5： CH-22第31页，共60页。CH5使用方法将研磨基料的树脂浓度降低至3040在基料中尽量少使用胶质油或胶凝剂 在用基料调制油墨时多补充上述物质由于CH5降低基料粘度，故可提高颜 料含量，减少溶剂用量，改善油墨干燥 性能第32页，共60页。热固型/单张纸型研磨基料配方第33页，共60页。凡立水配方第34页，共60页。留油配方第35页，共60页。成品油墨配方第36页，共60页。成品油墨配方第37页，共60页。CH-1型超分散

10、剂在色母及塑料混合物中的应用第38页，共60页。CH-1的应用特点提高遮盖力与着色强度，节省颜料成本提高生产效率，同时提高分散质量消除色点及表面斑点，改善表面状况质量稳定性好，浪费少，加工成本低减少颜料粉尘，改善加工条件对其他性能无不良影响第39页，共60页。CH-1的使用方法在高速混合机中加入聚合物加入计量的CH-1（约为颜料填料总重量 的5-10%）充分混合（2MIN/1800RPM）加入颜料、填料及其它加工助剂，继续 充分混合（1MIN/1800RPM）其它加工步骤不变第40页，共60页。CH-1用于PE色母的典型配方第41页，共60页。CH-1用于硬质PVC门窗材料的典型配方第42页，

11、共60页。CH-1用于吹瓶级PVC的典型配方第43页，共60页。CH-1用于软质PVC电缆料的典型配方TBLS配方TRIBASIC LEAD SULPHATE （三 盐基硫酸铅） 80PHRLEAD 5PHR;DOP 8PHR;SNOWCAL70 5PHR第44页，共60页。CH-1用于ABS的典型配方第45页，共60页。CH-1用于PS的典型配方第46页，共60页。CH-2型超分散剂在增塑剂糊中的应用第47页，共60页。CH2型超分散剂在PVC用增塑剂糊中的应用应用特点增加颜料含量， 缩短研磨时间， 提高 生产效率，节省加工能耗及劳动力成本低粘度，低假塑性，易流动，易泵输稳定性好，减少颜料沉

12、降、絮凝、分色增塑剂含量少，通用性强高遮盖力，高着色强度第48页，共60页。CH-2的使用方法在增塑剂中加入计量的CH-2超分散剂， 充分搅拌至完全溶解，然后加入计量的 颜料（或填料）研磨。由于 CH-2的降粘作用，颜料（或填料） 含量要比传统用量高。CH-2的用量一般为颜料及填料用量的?1-2%，个别为2-5%。第49页，共60页。CH-2在增塑剂糊中的典型应用配方第50页，共60页。CH-6型超分散剂在增塑剂糊中的应用第51页，共60页。CH6型超分散剂在PVC用增塑剂糊中的应用应用特点增加颜料含量， 缩短研磨时间， 提高 生产效率，节省加工能耗及劳动力成本低粘度，低假塑性，易流动，易泵输

13、稳定性好，减少颜料沉降、絮凝、分色增塑剂含量少，通用性强高遮盖力，高着色强度第52页，共60页。CH-6的使用方法在增塑剂中加入计量的CH-6超分散剂， 充分搅拌至完全溶解，然后加入计量的 炭黑或有机颜料颜料研磨。由于 CH-6具有明显的的降粘作用，故颜 料含量要比传统配方颜料用量高。CH-6的用量一般为炭黑或有机颜料用量 的5-15%。第53页，共60页。CH-6的典型使用配方第54页，共60页。CH-4型超分散剂用于颜（填）料表面处理第55页，共60页。CH-4的应用特点增加颜（填）料疏水性，过滤容易颜料粒度细，团聚疏松，容易分散取代松香类表面处理剂，提高耐热性滤饼含水量少，容易干燥降低吸油值，改善着色效果第56页，共60页。CH-4的使用方法在偶氮颜料偶合之前或偶合过程中加入在颜料（填料）过滤以前或进行其它 表面处理之前加入在滤饼打浆过程中加入与颜料（填料）充分混合用量为颜料或填料干重的10-50% （CH-4有效成分含量为10%）第57页，共60页。CH-35型油墨抗乳化助剂应用于胶印油墨及FLUSH第58页，共60页。CH-35助剂的应用