水性涂料分散劑的選用

在涂料的組成部分中，有成膜物質(zhì)、溶劑(水)、顏填料、助劑。其中助劑是占涂料中比重最小的一塊，但它也是很重要的一塊，不能忽視。現(xiàn)在就來介紹一下水性涂料中水性分散劑的使用。

一、水性分散劑的用量與趨勢

水性涂料具有環(huán)保性，在日本、歐美國家的市場占有率已在60%以上，而我國這一比例則明顯偏低，不到4%，發(fā)展空間較大。2011-2016年，我國水性涂料市場規(guī)模已由353億元增長至540億元，年均復合增長率在9%左右。有機構(gòu)預測，未來5年，水性涂料將以23%的平均增速增長;到2022年我國水性涂料產(chǎn)量將達到634萬噸。從2016年投資的項目來看，水性涂料項目投資比例占大多數(shù)。

據(jù)研究機構(gòu)Zion Market Research發(fā)布的最新一項研究報告，全球水性涂料市場規(guī)模2015年為583.9億美元，到2021年將達到782.4億美元，年復合增長率為5%。

近年來隨著我國環(huán)保相關(guān)法規(guī)的不斷完善以及消費者環(huán)保意識的增強，涂料市場趨向于更加健康化、安全化，全面"油改水"計劃愈演愈烈。在各地加緊推出“油改水”政策的背景下，我國涂裝行業(yè)洗牌加速。

（我們來看下各地政策的解讀）

北京：北京的家具制造業(yè)全面禁止使用溶劑型涂料進行噴涂作業(yè)，將北京地區(qū)的油性涂料全部更換為水性涂料。

天津：自2018年6月1日起，天津市一類機動車維修企業(yè)改用水性環(huán)保型涂料。自2019年1月1日起，天津市所有涉及涂漆作業(yè)的機動車維修企業(yè)全部改用水性環(huán)保型涂料。

廣東：到2020年，高性能、環(huán)境友好性涂料品種占總量的80%，其中爭取水性涂料的產(chǎn)品的總量占到總量的50%的水性產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標。

安徽：重點推廣水性涂料，粉末涂料，無溶劑涂料等綠色涂料產(chǎn)品。

江蘇：2017年底前完成溶劑型涂料改水漆，2018年元旦以后使用溶劑型涂料屬于環(huán)境違法行為，并將追究相關(guān)負責人違法責任。

西安：發(fā)布了《2017年“鐵腕治霾路保衛(wèi)藍天”“1+1+9”組合方案》，方案中明確規(guī)定自4月份起，禁止含高揮發(fā)性有毒有害的稀釋劑在市場上銷售，同時，加強對涂裝行業(yè)中揮發(fā)性有機物含量的管控力度。

遼寧：針對裝飾裝修工程，2017年10月開始將對新簽訂合同增加環(huán)保條款，并要求使用水性涂料和膠黏劑，采取室內(nèi)空氣檢測并達標。

二、水性分散劑的價格分析

“物競天澤，適者生存”。在當今這個競爭激烈的社會中，任何一個行業(yè)，只要引入競爭得益的肯定是消費者。要么提高服務質(zhì)量，要么降低產(chǎn)品價格。水性涂料也不例外，根據(jù)筆者現(xiàn)在掌握的信息，水性涂料分散劑的價格一直比較穩(wěn)定，但時有下滑的現(xiàn)象，特別是進口的助劑，除非有特殊性能，別人取代不了的產(chǎn)品。否則他們的銷售部門壓力是非常大的，主要的是價格戰(zhàn)在打。由于原材料的上漲，市場利潤的壓縮，競爭對手的惡意打壓價格，使得涂料廠家不斷的想辦法降低成本。因此我們認為：水性涂料分散劑的價格波動不會很大，但未來趨向降價競爭的可能性還是很大的。

三、水性分散劑的分類

分散劑有很多種，初步估算，現(xiàn)存世界上有1000多種物質(zhì)具有分散作用?，F(xiàn)按其結(jié)構(gòu)來區(qū)分，可分為：

①陰離子型，②陽離子型，③非離子型，④兩性型，⑤電中性型，⑥高分子型(包括高中低分子量)超分散劑。

①陰離子型表面活性劑：大部分是由非極性帶負電荷的親油的碳氫鏈部分和極性的親水的基團構(gòu)成。兩種基團分別處在分子的兩端，形成不對稱的親水親油分子結(jié)構(gòu)。它的品種有;油酸鈉,羧酸鹽、硫酸酯鹽(R-O-SO3Na),磺酸鹽(R- SO3Na)，等等。陰離子分散劑相溶性好，被廣泛應用。

②陽離子型：是非極性基帶正電荷的化合物。品種有十八碳烯胺醋酸鹽。烷基季銨鹽、氨基丙胺二油酸酯、季胺鹽、特殊改性的多氨基酰胺磷酸鹽等。陽離子表面活性劑吸附力強，對炭黑、各種氧化鐵、有機顏料類分散效果較好，但要注意其與基料中羧基起化學反應，還要注意不要與陰離子分散劑同時用，使用應慎重。

③非離子型：不能電離、不帶電荷。在顏料表面吸附比較弱，主要在水系涂料中使用。品種有脂肪酸環(huán)氧乙烷的加成物C17H33COO(CH2 CH2O)nH、聚乙二醇型多元醇和聚乙烯亞胺衍生物等。它們的作用是降低表面張力和提高潤濕性。如果添加一些有機硅氧烷就可以防止發(fā)花、浮色和改善流平的作用。

④兩性型：是由陰離子和陽離子所組成的化合物。典型應用的是磷酸酯鹽型的高分子聚合物。這類聚合物酸值較高，會影響層間附著力。應該注意。

⑤電中性型：是分子中陰離子和陽離子有機集團的大小基本相等，整個分子呈現(xiàn)中性但卻具有極性。品種有：油氨基油酸酯

⑥高分子型(包括高中低分子量)。而其中最為高檔和最為穩(wěn)定要屬高分子型，例如：a.多已內(nèi)配多元醇-多乙烯亞胺嵌段共聚物，b.多已內(nèi)酯再與三乙烯四胺的反應物，c.用基團轉(zhuǎn)移聚合，先加甲基丙烯酸酯，再加甲基丙烯酸失水甘油酯制成的丙烯酸酯高分子。d.多羥基硬脂酸制得的低分子量聚酯，引入錨定基團制得的各種聚氨酯和聚丙烯酸酯。等等，由于它們的錨定基團一頭與樹脂纏繞吸附，另一頭又與顏料粒子包附。因此貯存穩(wěn)定性是比較好的，當然也要注意不要用太強的溶劑，因為溶劑太強在高剪切力的情況下，會把這些高分子的超分散劑的錨定鏈溶解，進而引起顏料返粗絮凝。

四、分散劑的原理

大部分分散劑都是通過潤濕、研磨與分散、偶聯(lián)和包裹穩(wěn)定的過程來達到分散顏填料的目的。而在水性涂料當中，由于成本控制原因，又不能使用較貴的分散劑?，F(xiàn)在市場上用的大部分是屬于陰離子和非離子型的潤濕分散劑。它們的原理就是低的表面張力，很快的潤濕顏料粒子，再通過高的剪切力，如分散機、研磨機器等使顏料粒子形成一個半絮凝狀(或叫做可控絮凝)的分散體。如果此時涂料的粘度比較高的話，是不會出現(xiàn)顏料反粗和嚴重絮凝現(xiàn)象的，但如果粘度控制不好，時間一長，就會出問題;有的使用偶聯(lián)劑做分散劑，通過它們的親水基團和硫水基團把兩種不同的物質(zhì)偶聯(lián)在一起。象架橋一樣，這樣做的好處是：綜合性能好，又能分散，又用量少，又能增加涂料的附著力，但不足點是它不是解絮凝基團，對要求高的展色性強的涂料就不太適合。通過研究和實踐，在水性涂料中建議用能解絮凝的分散劑。因為這樣做的好處是：對顏填料展色性好、鮮艷度高、光澤好。