一種新型潤濕和分散助劑，在雙組分高固體分涂料中能實現(xiàn)穩(wěn)定的低黏度和持久穩(wěn)定的顏色。由于該助劑在中固體分配方中也能達到良好的效果，所以可降低原材料庫存。

高固體分涂料是降低VOC、符合歐盟指令(2004/42/ EU)要求的一種有效方法。由于高固體分涂料配方和中固體分涂料配方的生產(chǎn)和涂裝設備是一樣的，所以對于涂料制造商和用戶來說，將中固體分涂料配方轉為高固體分涂料配方是相對比較容易的。相反，若使用水性或輻射固化涂料來替代的話，一般會涉及原材料的重大變更，往往還會涉及到設備和涂裝技術的重大改變。使用高固體分涂料則可避免相應的額外投資。由于高固體分技術具有良好的性價比，因此現(xiàn)在已得到廣泛普及。

盡管中固體分和高固體分技術之間有許多相似之處，但兩者之間也有明顯的不同。在施工黏度時，高固體分涂料顯然含有更高的非揮發(fā)性物質。因此，在涂裝施工時很難獲得高光澤、良好的干燥性能及儲存穩(wěn)定性。

潤濕和分散助劑的主要要求

涂料中使用所有原材料都會影響涂料的流變性，但潤濕和分散助劑影響最大[1]。正確選擇潤濕和分散助劑對高固體分涂料的流變性具有決定性影響(圖1)。對于含有機顏料的高光、高固體分涂料來說，調整其施工黏度尤為困難。在儲存期間或者在采用各種涂裝方法和干燥過程中，所需顏色不應改變。

原材料必須精挑細選，避免出現(xiàn)各種不符合要求的現(xiàn)象，如儲存后出現(xiàn)的顏料沉淀、色移或黏度上升等。必須均勻地對各種顏填料表面進行潤濕和穩(wěn)定，特別是當生產(chǎn)批次超過客戶規(guī)定的數(shù)量而采用多種顏料混合研磨時更要注意。

理想的潤濕和分散助劑不僅可降低涂料的黏度，而且還可防止儲存期間的顏料沉淀。潤濕和分散助劑在中固體分技術中已得到成功的應用，在高固體分配方中也經(jīng)常要使用。然而，這已不再能滿足現(xiàn)代高固體分技術日益嚴格的要求。在高固體分涂料中，黏度的降低和良好的顏色穩(wěn)定性/顏料穩(wěn)定化通常不能同時滿足。

新型助劑的性能優(yōu)勢

目前，開發(fā)出了一種新型潤濕和分散助劑，能同時實現(xiàn)穩(wěn)定的低黏度和顏色穩(wěn)定性，特別適用于高質量的雙組分高固體分涂料。由于該新型助劑在中固體分涂料中也能達到極佳的效果，因此它能滿足涂料企業(yè)生產(chǎn)多種產(chǎn)品的需求，有助于減少涂料制造過程中的原材料種類。

此外，這種新型潤濕和分散助劑是專門為雙組分高固體分涂料混合顏料一次研磨而研制開發(fā)的。黏度的大幅降低，可提高顏填料的加入量。涂裝后，涂層不僅具有良好的外觀和穩(wěn)定的顏色，而且還具有優(yōu)異的保光性。在結露環(huán)境下，附著力不下降。采用新型助劑生產(chǎn)的涂料具有出色的儲存穩(wěn)定性，有助于提高資源利用率。高分子量聚合物(50%的固體溶于丙二醇甲醚醋酸酯/二元酸酯)與高固體分聚酯和高固體分丙烯酸酯以及中固體分的同類成膜物都具有很寬泛的相容性。這種星形聚合物具有密集的顏料錨定基團，在穩(wěn)定無機顏料、有機顏料和炭黑時具有相同的功效。

指研試驗確認顏色穩(wěn)定性

在混合顏料研磨體系中，潤濕和分散助劑必須應對以下特別挑戰(zhàn)：降低色漿黏度、潤濕不同的顏料表面并最終形成持久的穩(wěn)定性。只有滿足以上三個標準，才能避免色差、發(fā)花、浮色和顏料沉淀。

眾所周知，有機顏料是通過芳香族錨定基團來保持穩(wěn)定性的，而碳黑則由潤濕和分散助劑中的胺結構來維持穩(wěn)定性[2]。在混合顏料研磨體系中，必須使不同顏料表面的穩(wěn)定性達到同一水平，所以需要一種含有不同的顏料錨定基團、并具有特定分子結構的潤濕和分散助劑。為了確定這種分子結構，采用了一種高固體分雙組分聚氨酯配方進行試驗(見表1)。選擇混合顏料研磨方案，這是因為使用這種靈敏的色漿能很容易地區(qū)分各種潤濕和分散助劑。在該配方中，潤濕和分散助劑必須均勻地潤濕配方中各類顏料的表面，并吸附錨定在這些表面上；否則，在指研試驗中會出現(xiàn)沉淀、分層或色差。圖2表明指研試驗的所有結果都完全符合要求。

光澤度和物理性能良好

在A組分配方中，將一種聚酯與丙烯酸樹脂結合使用，以評估潤濕和分散助劑所必需具備的寬泛相容性。在用于塑料基材的雙組分面漆中，通常需要加入一種聚酯樹脂來提高彈性。因此，在潮濕箱中對最具潛力的樹脂結構的附著力和性能進行了測試(圖3)。將涂料涂覆在Q-panel公司的脫脂“R46”冷軋鋼板上。將涂覆好的測試板先放入60 °C烘箱中，老化三天，然后按照DIN EN ISO 6270-2方法進行凝露測試。

接著，按照DIN EN ISO 2409方法進行劃格法附著力測試。將測試板放進潮濕箱之前，仔細遮蓋所有邊緣和劃格的表面區(qū)域。2周后，對涂料的溶脹、發(fā)白和起泡情況進行了檢查。恢復24h后，再一次進行劃格法測試。

在選擇傳統(tǒng)中固體分涂料用新型潤濕和分散助劑的結構時，需進一步考慮以下標準：光澤、流平性、沉淀和有效性。表2顯示用于雙組分高固體分涂料的潤濕和分散助劑的性能，并與中固體分用市售產(chǎn)品進行對比。老化處理后的沉淀測試結果見圖4。

選擇星形結構

對含有顏料錨定基團的PU和丙烯酸酯聚合物的技術進行了測試。為確定合適的助劑結構，配備了一種含潤濕和分散助劑的原始清漆。第一項標準為黏度的降低程度。要求原始清漆的黏度較低，以便使用混合空氣噴涂或無空氣噴涂非揮發(fā)物含量較高的涂料。因此要用錐板黏度計對原始清漆進行黏度測量。重要的是黏度要盡可能低，并在儲存期間保持穩(wěn)定。

分別在儲存前后進行了涂裝。在室溫下閃蒸12 min 后，進行指研測試。接著，用比色法對指研和非指研表面進行對比檢測。用盡可能低的ΔE 值來衡量顏填料和涂料的穩(wěn)定性，作為選擇最適當?shù)闹鷦┙Y構的另一標準。

總的來說，檢測結果顯示新助劑表現(xiàn)最好，且在涂料制造過程中易于使用和儲存。即使在-18 °C下，該助劑仍然呈現(xiàn)為清澈的液態(tài)。

廣泛應用和優(yōu)點總結

使用新型助劑Tego Dispers 678作為現(xiàn)代混合顏料直接研磨的潤濕和分散助劑，可簡化生產(chǎn)和涂裝過程。該助劑是一種通用型產(chǎn)品，同時適用于中固體分和高固體分涂料配方。

所以，制備的現(xiàn)代高固體分涂料可滿足歐盟指令。新型助劑能滿足工業(yè)涂料制造商的要求，具有以下優(yōu)點：

»在各種情況下(如指研測試)下都能達到較低的ΔE 值，進而實現(xiàn)顏色穩(wěn)定性；

»凝露試驗顯示良好的結果，證明產(chǎn)品非常適用于機械性能優(yōu)異和耐化學性涂料。

»可降低研磨料黏度，因而可達到很高的非揮發(fā)性物含量；

»涂裝后光澤和流平性都非常好，因而外觀極佳；

» 具有良好的儲存穩(wěn)定性，提高了工藝安全性；

»固有黏度非常低(即使在-18 °C)，因此在生產(chǎn)過程中易于使用；

»同時還非常適用于中固體分涂料，從而減少涂料生產(chǎn)過程中所需的原材料種類。

參考文獻

[1] Heilen W. et al.， Additives for Waterborne Coatings， Vincentz Network， Hannover， Germany， 2009.

[2] The Big Tego， Evonik Industries AG， Essen， Germany， 2012.