气相氧化硅，在不同的等级和改性，已经在涂料中作为触变性剂，抗沉降和抗下垂剂使用了几十年。然而，由于许多水基涂料的粘度较低，研磨环境较差，难以实现传统粉体技术的充分分散和充分解聚。没有适当的分散，功效和表面外观性能受损。这两个问题都可以通过在气相二氧化硅水中使用预先配制的分散剂来克服

实验室评估表明，使用气相二氧化硅分散剂可以增强多种性能属性，如改善颜料、填料和消光剂悬浮、降低粘性、提高污垢吸附能力、增强膜强度，甚至改善某些树脂的成膜性，而不影响光泽和其他外观属性。

理化属性

由于其负电荷和酸性性质，标准气相氧化硅在水性涂料中的应用受到一定的限制。在预分散形式，气相二氧化硅可在酸性和碱性形式以及阳离子改性，为配方提供了更大的通用性范围。根据配方剂的需要，也有几种修改pH值的方法，如氨、KOH和NaOH。各种等级的气相二氧化硅分散剂，二氧化硅的表面积从90到300平方米/克，固体含量从12%-40%。还有二氧化钛、氧化铝和混合氧化物的分散体。这些分散剂不需要溶剂或表面活性剂。因此，当添加到配方中时，它们对挥发性有机化合物没有影响，造成不相容的可能性很小。本文主要研究了200平方米/克气相二氧化硅的20%固体碱性水分散体的使用。在本文中，这种分散度一般称为PD200/20。

细分散聚合

在气相法二氧化硅分散体的生产中达到了最佳的解聚水平，以提供不会显著影响粘度或负面影响光学性能的聚合尺寸。使用标准的分散方法，在水性涂料中使用标准粉末气相二氧化硅很难达到这种程度的解聚。在大多数情况下，当试图分散粉状气相二氧化硅时，集料尺寸分析表明产生了一个双峰分布，一个峰是细分散的集料，另一个峰是大得多的聚集颗粒。这些较大的聚集体会对光泽、雾霾和胶片清晰度产生负面影响。尝试分散粉末的障碍是通过使用预先制成的气相二氧化硅分散剂克服的。这些色散是由d50约为100纳米的极小聚集体组成的，远低于光学范围。由于预分散形式的聚集体非常小，这些产品通常不会增加粘度。因此，如果需要建立粘度，建议采用标准的传统粉末形式的气相二氧化硅。预分散气相二氧化硅的重要技术进步是，它们在不影响粘度的情况下对水性涂料提供了广泛的其他增强功能。

主属性

水相气相二氧化硅分散剂作为抗沉降剂
水气相二氧化硅分散剂在消除颜料和消光剂的硬沉降方面产生了有效的效果，而不显著影响水基涂料的粘度。细分散的二氧化硅聚合体有助于颜料、填料和抠图剂颗粒保持分散，并防止它们重新团聚和硬包装。在丙烯酸和PUD系统中，对高着色的半弹性砌体涂料以及几种缎面透明木清漆的抗沉降性能进行了测试。在所有情况下，添加了水气相二氧化硅分散体的实验版本显示出明显的改善优于对照样品。图1中的图片展示了这些结果。

测试还在丙烯酸透明缎面木清漆中进行，以对抗竞争的抗沉降技术。2022世界杯八强水位分析这些技术包括2022世界杯八强水位分析52%的改性尿素固形物溶液和15%的聚酰胺蜡固形物胺盐。使用0.2%气相二氧化硅预分散形式(1%分散)在室温下表现略好，在高温下明显优于其他技术。2022世界杯八强水位分析与其他类型的抗沉降技术不同，气相二氧化硅分散体的悬浮机制不是基于增加粘度。因此，它们不受温度升高的影响。悬浮机制是基于细分散的聚合体结合在一起，创建一个网状结构悬浮颜料和填料。网状结构不会增加粘度。这种网状结构的稳定性不受典型热环境的影响，因此当这是一个配方要求时，提供了更好的热时效稳定性。气相法二氧化硅分散体与其他技术的抗沉降比较见图2和图3。2022世界杯八强水位分析

由于有效地保持消光剂颗粒悬浮在薄膜干燥过程中，改进的消光效率也被观察到与气相二氧化硅分散。使用PD200/20与测试的其他技术相比，König硬度和抠图效率的提高见图5。2022世界杯八强水位分析

改善膜的形成
在另一组透明乳胶树脂的评价中，注意到一个有趣的现象。正如预期的那样，当添加到这些树脂中时，气相二氧化硅分散体并没有降低光泽，但令人意想不到的是，在没有助溶剂或助聚剂的情况下，膜的形成得到了改善。将5%的PD200/20(1%的二氧化硅固体)添加到几种基树脂中，树脂形成了非常好的薄膜。当树脂在没有PD200/20的情况下被拉伸时，薄膜不能正常形成。这是许多乳胶基树脂的普遍情况，它们需要一定量的助溶剂来帮助膜的形成。改善成膜的机制目前正在研究中。然而，目前有两种理论可以解释这一改进:(1)在乳胶的干燥过程中，气相二氧化硅的聚集物发生了更有组织的颗粒堆积;(2)正在研究的第二种理论是，当水分从干燥膜中蒸发时，气相二氧化硅聚集物有助于乳液的物理稳定性。

为了进一步研究乳胶树脂中改善成膜的基础，进行了试验，以确保改善成膜不是由于不同的水或氨水平，因为PD200/20分散体包含大量的水，用少量的氨进行调整。在随后的试验中，对照树脂样品的固体用水进行调节，pH用氨水进行轻微调整，以便与实验样品直接比较。调整后的基树脂再次被拉下，同样也不能形成良好的薄膜。这些结果表明，改进仅来自预分散气相二氧化硅团聚体。为了验证这一点，实验重复使用高速分散的实验样品与粉状基础，200 m2/g表面积气相二氧化硅，添加到树脂1%的固体。这些用粉末制成的实验样品被观察到有高水平的滞留空气，以至于不能立即进行抽降。8小时后，滞留的空气基本散去，涂层得以形成。在没有二氧化硅的情况下，得到的涂层在成膜方面仍比树脂本身有改善。然而，光泽度降低，雾霾增加，因为仍然存在大量的团聚。图6中的照片展示了这些发现。 Thus far, six out of nine resins tested showed the fumed silica dispersion improved film formation enough to either eliminate the need for co-solvent or at least reduce the level needed to form an acceptable film.

二级属性

水相气相二氧化硅分散剂提高了抗下垂性能
与粘度无关，PD200/20对另一个性能指标有积极影响的是抗下垂和垂直稳定性。为了解决这一问题，研究人员使用了半弹性体涂层。在该体系中，使用该分散剂在1%的二氧化硅固体(5%的分散剂)下，抗下垂性能从对照的30-35 mils提高到实验的40-45 mils。改善凹陷行为是由于涂层被涂到基材上，然后受到垂直应力时，细分散的二氧化硅团聚体与颜料颗粒的相互作用。在不影响粘度的情况下，这种垂直稳定性再次得到了实现。图7演示了这一点。

提高污垢吸附能力/减少薄膜黏附
气相二氧化硅，虽然没有多孔性，但有显著的吸油性，当与高填充系统结合时，有助于减少膜钉。当混合粉末和预分散形式时，可以观察到这一点。由于它的吸收能力和功能，填补较大的填料和颜料颗粒之间的小空间，它也有助于使最终涂层膜少孔，增加污垢吸附阻力。在图8中可以观察到预分散气相二氧化硅在污垢吸附和膜粘滞方面的减少。

减少大量填充配方中的膜开裂
PD200/20也进行了测试，发现有助于防止外部绝缘整理系统的开裂。这种涂层是一种灰浆状的重砂填充涂层。这种涂层的棒材是使用1/8英寸厚度的模具形成的，用于强度测试。通过干燥过程，观察到控制棒经常开裂。在配方中加入1%硅固含量的PD200/20(5%的分散度)，这种开裂不再被观察到。通过分散引入的二氧化硅团聚体与砂粒和树脂的结合，提高了强度和内聚力，消除了开裂。开裂的减少可以在图9中看到。

结论

水性气相二氧化硅分散剂是一种新的形式，众所周知，长期存在的添加剂，可以改善水性涂料的各种性能属性。它的液体，水的形式克服了使用传统粉末版本的气相二氧化硅的挑战。

作为一种抗沉降剂，与水基涂料中使用的其他传统技术相比，气相二氧化硅分散剂被证明是高效的，具有良好的流动性和流平性，提高了热老化稳定性，提高了消光系统中的消光效率，并提高了König硬度。2022世界杯八强水位分析由于其不含溶剂和表面活性剂的特性，它易于使用，在广泛的水性体系中非常通用。

水相气相二氧化硅分散剂还提供了降低VOCs的潜力，通过改善膜的形成，并有可能减少与一些丙烯酸树脂的共溶剂。除了这些主要优点外，在水性涂料中使用水相气相二氧化硅分散剂可以获得进一步的性能增强，这是可以预期的其他次要属性。这些包括:改进的抗下垂性能;减少高填充体系的开裂;改善薄膜硬度;减少灰尘回升;减少了胶片的装订。

气相二氧化硅在许多类型的涂料技术中有着悠久的传统，可以改善各种各样的涂料性能。2022世界杯八强水位分析现在，新的气相二氧化硅水性分散剂是一种创新和易于使用的形式，为水性涂料带来高性能。

这篇论文发表在由南密西西比大学聚合物和高性能材料学院和南方涂料技术协会主办的水上研讨会上，2009年，新奥尔良，洛杉矶。

在研讨会上的报告之后，正在进行的大学合作调查显示，预分散的气相二氧化硅形成膜的改善与乳胶漆结合时微开裂的减少有关。新的数据表明，这些积极的影响与乳胶本身的最小成膜温度(MMFT)有关。如需进一步了解这一最新信息，请联系制造商了解更多细节。