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有机颜料专用助剂与添加剂应用

时间:2010-12-31来源:未知 作者:chem 点击:
介绍了有机颜料专用助剂与添加剂的主要作用和产品的主要结构类型。列举了一些生产厂家的产品用途和性能特点 。在颜料合成过程 中添加含脂肪链季铵盐衍生物可控制颜料粒径大小与分布,可消除铜光现象

有机颜料专用助剂与添加剂应用

 

周春隆
(天津大学,天津 3 0 0 0 7 2)
摘 要:介绍了有机颜料专用助剂与添加剂的主要作用和产品的主要结构类型。列举了一些生产厂家的产品用途和性能特点 。在颜料合成过程 中添加含脂肪链季铵盐衍生物可控制颜料粒径大小与分布,可消除铜光现象 。
关键词:有机颜料 ;超分散剂 ;铜光 ;季铵盐衍生物

 

    聚集现象有多种不利的作用, 它对颜料的分散性及分散液的稳定性呈负影响。有机颜料给色能力取决于颗粒在介质中分散性的好坏。最有效的控制颜料聚集的方法是添加表面改性添加剂 , 在界面上被颜料颗粒所吸附。大多数情况下可促使形成一个含有溶解性良好的延长链分子 的吸附层 , 该层需基于空间稳定性和电荷稳定性 , 特别是在水分散液中的电荷稳定性。

 

     为改进有机颜料应用性能 , 结合颜料品种与应用介质特性, 研发相关助剂与添加剂 , 诸如聚合物分散剂或称超分散剂, 与颜料粒子表面具有亲和力的阴离子 、非离子 、两性表面活性剂, 非颜料型分散剂(Non-Pigmentary Dispersants ) 或改性添加剂等, 应用于有机颜料生产过程中或后处理过程。

 

1、改进颜料的极性、分散性及分散体稳定性

     在有机颜料颜料化处理过程 中添加不同类型的助剂 、 添加剂对于改进颜料的极性 、 易分散性及分散体稳定性具有重要的作用。助剂与添加剂的主要作用可概括如下:①调整颜料粒径大小与分布,改进着色强度 、光泽度及透明性 ; ②改进颜料粒子的软质结构, 提高易分散性能 ;③调整颜料表面极性与分散介质的相容性或匹配性 ;④改变产品的亲水或亲油性 ,制备专用剂型 ( 如:水性涂料 ) ;⑤增加颜料粒子空位效应或空间障碍 , 提高分散体系贮存稳定性。
 

    适用于有机颜料的助剂与添加剂的主要结构类型:① 经典表面活性剂 :阴离子表面活性剂 ( ASAA)、阳离子表面活性剂( CaSAA) 、 两性表面活性剂( AmSAA)、 非离子表面活性剂( NSAA);②松香酸与高级脂肪酸;③脂肪胺 、松香胺 、 松香腈及磺化聚合松香衍生物; ④有机颜料 自身衍生物或无色衍生物;⑤聚合物高分子分散剂或超分散剂 ; ⑥其他改性剂 , 硅酸盐纳米溶胶( 在pH=8~1 0稳定,带负电荷, 与CaSAA,AmSAA沉淀) 。 适用于各类有机颜料的通用型助剂与添加剂有不同分子量的聚丙烯酸钠水悬浮体、不 同聚合度的马来酸酐与丙烯酸共聚物 、 改性聚酰胺或聚酯衍生物 、 聚合多元胺等,可用于制备水性印墨或溶剂印墨等剂型产品。

 

      适用于不溶性黄色偶氮颜料( 联苯胺黄类 C.I.颜料黄12、颜料黄13、汉沙类C.I.颜料黄74) 的助剂有非离子型/阴离子型表面活性剂复配助剂 、 含磺酸基或羧酸基的乙酰基乙酰苯胺衍生物、硬脂基丙二胺( 商品名称为 DDA-18) 、 十八烷胺 、 聚12-羟基硬脂酸等。 

 

     近年推荐用于印墨、 涂料及塑料着色的聚合物高分子分散剂 ( Polymeric  Dispersant )或超分散剂( Hyperdispersants) 已显示其独特 的效果, 其应用特性可归纳如下 : ①对颜料粒子表面处理改性具有强的亲合力 , 不易解吸附, 空间位阻效应 明显 , 阻止粒子间范德华引力作用而导致重新聚集 ,改进抗絮凝性;②降低粒径,分布集中, 提高着色强度; ③与介质有 良好相容性, 更好的流动性; ④作为颜料分散剂 , 降低粒子之间的相互作用力, 改进易分散性。

 

    由英国ICI ,ZENECA公司投放市场的超分散剂商品有多种结构类型 , 依据处理颜料分子结构及着色介质特性的不同, 可选择相应的助剂 , 如极性高的颜料选用牌号 Solsperse 3000、17000、28000, 极性低的颜料选用牌号 Solsperse   17000, 常用的超分散剂及协同增效剂( Synergist ) 如表 1所列。 
表 1   有机颜料改性用 的超分散剂与匹配品种
 

   德国毕克化学 ( BYK   Chemic ) 公司推荐适用于不同应用领域的添加剂具有 明显的润湿、分散、抗絮凝 、流平及去泡等多种功能, 各种添加剂的用途包括汽车整理涂料、工业涂料 、卷材涂料 、 家俱用涂料、 粉末涂料、 罐听涂料 、 建筑涂料、 印刷油墨、颜料浓缩物 、聚氯乙烯塑料分散体和热塑性塑料等。推荐用于各种 印墨着色( 胶印墨、包装凹版印墨、 柔性凸版印墨、溶剂印墨、水性包装印墨)的有机颜料的助剂 ,尤其是溶剂印墨的颜料添加剂代表性商品为 Dispersebyk108( 羟基羧酸酯, 含量> 97 %) 、 Dispersebyk142( 高分子量聚合物磷酸酯溶液固含量 60 %)和 BYK105( 低分子量阴离子型不饱和聚羧酸 ,含量> 97% ) 。 
 

     荷兰埃夫卡 ( EFKA) 公司从1983年从事助剂 领域的开发与生产, 于 2 0 0 1年被瑞士汽巴精细化学 购并 , 现每年生产 1 0 0 0 t 助剂 , 达 1 0 0余种。主要涉及到印刷油墨及喷绘工业、 为塑料工业提供各种树脂 、颜料色膏、PVC-塑熔体, 以及涂料工业 。 
 

     国内也相继研发并投放市场高分子聚合物分散剂 、颜料表面处理改性剂 、有机颜料衍生物改性添加剂 、 第二重氮组分及偶合组分等。 

 

2 调整有机颜料粒径分布

     有机颜料在使用介质中的分散性 ,亦将受到颜料粒径分布的影响 , 并最终涉及其应用特性。当颜料用于印墨着色, 粒子过大或分布不集 中,往往在印墨表面上呈现明显铜光。DI C公司发表的专利显示 , 合成过程 中添加无色的含脂肪链季铵盐衍生物 , 控制粒径大小与分布 , 可消除铜光现象。如 合成 C.I. 颜料红 57:1的偶合反应中添加颜料量2 % ~5 % 的 Ⅳ. ( 3 . 硬脂氧基. 2 -羟基丙基) 单硬脂基二甲基季铵盐或其他相似的季铵盐, 结果见表 2。 
表2   C.I.颜料红 57:1添加季铵盐结构与铜光现象


     由表2可见 , 未添加季铵盐衍生物的颜料粒子过 大, 呈现明显铜光 ( Ma r k e r   b r o n z i n g ), 而 添 加2 % ~5 %季铵盐衍生物后 ,大于1 m粒子数目少 ,  无铜光现象  。(责任编辑:admin)

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