随着国家对环保的要求越来越严格以及人们环保意识的日渐增强，水性涂料技术快速发展，水性涂料市场迅速扩大。其中，水性轻防腐涂料是水性涂料领域的一个重要细分市场，占比也较大。^[1]

近年来，水性涂料市场不断发展，在其发展过程中，由于不如油性涂料体系配方成熟稳定，水性涂料不断遇到新的问题、难题，辉虹助剂一直致力于帮助客户解决问题，协助涂料生产商不断优化并完善水性涂料配方，提高水性涂料各方面性能。

为了提高水性轻防腐涂料各方面的性能，辉虹助剂就分散剂对水性轻防腐涂料的性能影响做了相关研究。水性轻防腐涂料中分散剂的选择非常重要，分散剂对色浆及涂料的性能影响很大，如色浆的稳定性、涂料的稳定性以及漆膜的耐水等性能。^[2]本文通过使用不同的水性分散剂在水性轻防腐涂料中的表现情况展示了分散剂对涂料性能的影响。

颜料的分散过程如下图1所示。

图1  颜料分散

颜料分散的三个过程：

1、颜料的润湿，分散剂润湿在颜料表面；

2、颜料的分散，颜料在高剪切力作用下大颗粒变成小颗粒；

3、颜料的稳定，通过空间位阻和静电排斥使颜料趋于稳定，防止了颜料的絮凝。

实验部分

实验原料和设备

分散剂HP2466，分散剂HP2405，竞品分散剂，水，二甲基乙醇胺，铁红，硫酸钡，磷酸锌，云母粉，消泡剂，乳液，醇酯十二。

光泽仪，恒温水浴箱，百格刀，胶带，烘箱，砂磨机，玻璃瓶，线棒。

水性涂料制备

色浆制备

按表1中色浆配方将分散剂、水和DMEA加入搅拌均匀，边搅拌边加入颜填料，最后加入消泡剂预分散30分钟。然后加入到砂磨机中研磨细度至10-15μm左右。色浆一部分热贮，一部分用于制作涂料。

涂料制备

按表1将乳液、醇酯十二、水加入搅拌均匀，放置第二天制膜。

表1  水性轻防腐涂料底面合一

漆膜制备

用80μm线棒刮样，放置24小时，漆膜附着力测试。

用80μm线板刮样，放置2小时，漆膜早期耐水性测试。

水性涂料性能测试

色浆性能测试

色浆研磨效率测试，相同研磨时间下对比色浆细度。

色浆粘度测试，用旋转粘度计测试相同温度下色浆粘度。

色浆储存稳定性测试，放在50度烘箱7天观察色浆有无分水、硬沉、返粗等。

不同分散剂添加量对色浆性能影响。

涂料性能测试

涂料稳定性测试

漆膜光泽附着力测试，80μm线棒制备漆膜干燥24小时测试光泽和附着力。

漆膜早期耐水性能测试，80μm线棒制备漆膜，干燥2小时测耐水。

分散剂在不同轻防腐用乳液中光泽测试。

实验结果与讨论

如图2所示，随研磨时间增加，颜料细度均有所下降，其中，分散剂HP2466细度下降最快，研磨效率最好。因此，好的分散剂可提高研磨效率，从而提升工作效率，进一步减少了能源消耗，节省了成本。

图2  研磨效率曲线图

不同分散剂对颜填料的润湿降粘及稳定性不同，因此分散剂会对色浆防沉有较大影响。由色浆热贮分水实验可以看出，如图3所示，分散剂HP2466分水较少防沉最好，分散剂HP2405分水较多，竞品分水最多。

图3  色浆热贮分水随时间变化图

不同分散剂的使用对色浆的降粘效果、研磨效率及色浆贮存稳定性影响如图4所示，分散剂HP2466综合性能最好，其中HP2405降粘效果最好。

注：等级越高说明某项性能越好（本文等级均是同等条件下对比评定）

图4  色浆性能等级图

由图5可以看出，分散剂的添加量也会对降粘、研磨效率、稳定性有影响，分散剂的添加量达到1.5%时，各项综合性能最好。分散剂用量适中不仅能使综合性能达到最好，而且可以节省成本。

图5  分散剂添加量对色浆影响

由图6可以看出HP2466在不同水性轻防腐用丙烯酸乳液中的光泽都较高，说明了HP2466与水性丙烯酸乳液的兼容性强，通用性好。

注:等级越高说明性能越好

图6 分散剂在不同乳液中的光泽

由图7可以看出，HP2466的耐水效果较好，HP2405耐水一般，竞品耐水性很差。分散剂对颜填料的分散性能不同，本身与树脂的兼容性不一样，且分散剂本身耐水性也不同，有些分散剂本身亲水性就强，这些都严重影响了漆膜的耐水性。

图7  漆膜耐水性

由图8可以看出，不同分散剂对漆膜附着力影响差别很大。分散剂对颜填料的包裹性不同，以及本身的润湿性能及与树脂的兼容性不同等原因影响漆膜附着力。分散剂HP2466润湿性能优异，对树脂兼容性好，其漆膜附着力最好。

图8  漆膜附着力

由图9可以看出使用HP2466分散颜填料制备的涂料综合性能最好，因分散剂对颜填料的润湿降粘，分散剂对树脂的兼容性以及分散剂本身的亲水性不同等，因此涂料的稳定性，漆膜的光泽、板面效果及耐水性都会受到分散剂影响。

图9  不同分散剂与树脂兼容不同

由以上实验结果可知，辉虹水性分散剂HP2466通用性强，适用范围广，研磨效率高，稳定性好。HP2466各方面性能表现优异，尤其在水性轻防腐涂料中展示出优异的润湿分散性、较好的耐水性、良好的兼容性。HP2466分散的色浆对各种水性树脂通用性优异，适用于丙烯酸乳液，二级分散体，聚氨酯体系，以及水性中长油醇酸等等，在树脂体系展现出较高的光泽度和较好的板面效果。HP2405在水性轻防腐中分散颜填料降粘优异。

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总 结

本文探讨了不同分散剂对色浆性能及涂料性能影响，分散剂影响色浆的降粘、研磨效率、贮存稳定性。分散剂对涂料的稳定性、漆膜光泽、漆膜附着力及漆膜耐水性也会有影响。

分散剂的添加量也会影响漆膜性能，每个分散剂都会有一个最佳添加量。选择好一个好的分散剂不仅可以使漆膜性能达到要求，还可以提升工作效率，减少能耗，节省成本。HP2466在水性轻防腐中综合性能优异，通用性强，HP2405在水性轻防腐中分散颜填料降粘优异。

参考文献

[1]耿星.现代水性工业手册[M].北京:中国石化出版，2007（06）:50-51

[2]刘睿，庄振宇，张汗青，等，集装箱用水性丙烯酸面漆的研制[J].涂料工业，2019,49(8)：35-40.

[3]刘贵，有机硅改性丙烯酸乳液及其水性防腐涂料的研制

[D].华东理工大学，2012,2.