颜料通常是极细的粉末,天生具有团聚的倾向(因为表面能高、范德华力等)。如果不进行处理,直接加入树脂体系中,会出现以下问题:
分散不均:形成肉眼可见的颗粒或“鱼眼”。
着色力低:团聚的颜料无法展现出其最佳的着色强度和遮盖力。
光泽度差:颗粒会导致漆膜表面不平整,光线发生漫反射。
稳定性差:存放期间颜料容易沉淀、结块(返粗)。
流变性问题:可能导致粘度异常升高。
预分散剂的作用机理如下:
润湿:降低颜料表面的表面张力,使树脂或溶剂更容易渗透到颜料的聚集体中。
分散:通过机械能(如高速搅拌、研磨)和分散剂的助解聚作用,将颜料的团聚体打碎成更小的、原始的初级粒子。
稳定:这是最关键的一步。分散剂通过其特殊的分子结构,一端锚固在颜料粒子表面,另一端伸向周围的树脂溶液(溶剂化链),形成一层保护膜。这层膜通过空间位阻效应或静电排斥效应,阻止已经分散开的颜料粒子再次相互靠近和团聚,从而保持长期稳定的分散状态。
蜡粉在分散过程中的润滑和分散助磨作用:
助磨效应:在研磨阶段(如使用砂磨机、三辊机),加入微粉化蜡粉可以作为一种润滑剂,减少颜料聚集体之间的内聚力,提高研磨效率,帮助更快地将颜料团聚体打碎成更细的颗粒。这更像是一个“物理过程”的辅助。
防止再团聚:蜡粉的细微颗粒可以在新生成的、未被稳定化的颜料表面形成一层暂时的物理屏障,在研磨后短时间内防止它们重新粘在一起,为后续的主分散剂发挥作用争取时间。
用于色母粒:在塑料色母粒加工中,聚乙烯蜡(PEWax)是极其常用的载体和分散助剂。它通过在熔融状态下包裹颜料颗粒,降低熔体粘度,帮助颜料在螺杆挤出机中更好地分散。但请注意,即使在这里,也通常需要与专业的颜料分散剂复配使用才能达到最佳效果,单靠蜡是不够的。