Pluracoat®CF 20是一种高效、环保的反絮凝分散和润湿添加剂。
由于环境气候的变化以及市场的主动性，涂料和涂料配方商正在开发更多的生态可持续产品。这包括从涂料配方中减少和/或消除挥发性有机化合物(VOCs)以及烷基酚聚氧乙烯酯(APEOs)。APEO化合物由于其降解产物对水生生物形式的有害影响及其对生物体繁殖能力的潜在影响，已变得不那么令人接受。后一种考虑主要是油漆制造商和原材料供应商选择使用环保材料，逐步淘汰或完全禁止使用APEO化合物，尽管没有任何禁止使用它们的立法指南。
 |
| 表1点击放大 |
烷基酚聚氧乙烯酯由于其优异的润湿/分散性能、广泛的可操作性和良好的成本/性能，尽管它们具有较高的水敏感性和泡沫稳定性，已进入各种工业配方。为了克服这些限制，现代分散剂是基于高分子量的丙烯酸酯或聚氨酯聚合物，提供了增强的空间稳定性和改善的水敏感性。然而，这些分子的大小使它们成为无效的湿润剂。
丰富的工业经验表明，高效均匀的固体颜料分布是影响涂料配方性能、稳定性和最终盈利能力的关键因素。为了充分发挥颜料分散体的性能并消除缺陷(即絮凝、颜色转移、泛水、漂浮、流平、沉降)，颜料团块和聚集体被分解为基本粒子，均匀分布在整个介质中。这个过程通常包括三个基本步骤:(1,2)
- 介质润湿结块;
- 色素颗粒分离;而且
- 稳定颜料颗粒在分散状态，防止再团聚和絮凝。
虽然这些阶段在根本上是不同的，但它们是相互关联的，并且在很大程度上是重叠的。因此，润湿添加剂使颜料团聚体润湿，分散添加剂提高颜料分散体的稳定性。实际上，同一产品可以同时具有这两种功能。该产品吸附在颜料表面，并通过静电排斥或空间位阻保持适当的颜料间距。这减少了由高表面能和无处不在的范德华力驱动的不受控制的絮凝和团聚的趋势。
分散剂根据其化学结构(3)可以简单地分为阴离子、阳离子和非离子型。(4)在絮凝稳定过程中，可控絮凝润湿分散添加剂形成三维结构，形成触变行为，改善垂落沉降、驱替和漂浮。另一方面，反絮凝分散剂和润湿添加剂提供具有牛顿流动和较低粘度的小颗粒分散剂，允许高颜料负载。所有这些将导致高光泽，增加颜色强度和更有效的颜料利用。这种添加剂是典型的低分子量聚合物，吸附在颜料表面，通过空间位阻稳定反絮凝状态。
这项工作的主要重点是开发一种零voc和不含apeo的高效反絮凝润湿分散剂，具有低泡沫和水敏性剖面。Pluracoat®CF 20是一种用于水基涂料系统的非离子型反絮凝分散和湿润添加剂。它专门为颜料颗粒的润湿、分散和反絮凝提供优越的性能，并符合环境法规(表1)。
涂料分散剂的粘度
 |
| 图1点击放大 |
流变学评价可能是涂料配方中评估颜料分散剂效果最常用的技术。粘度的大幅降低是分散能力的一个指标，为各种表面活性剂的比较研究提供了分析工具。在本研究中，Pluracoat®Performa CF20与行业标准的apeo(癸基酚聚氧乙烯酯，封盖)浮色剂/颜色接受添加剂(样本A)进行了比较。这种分散剂/润湿剂已广泛用于建筑和工业涂料，以提高颜色接受度，并提供冻融稳定性。尽管存在环境压力，样品A由于其出色的性能仍然是一个优秀的基准。两种添加剂均以相同的负载水平添加到涂料分散体中，均为3.5 lb/100 gal。
 |
| 表2点击放大 |
图1和表2给出了平坦和半光泽度涂料分散剂的粘度数据。年龄稳定性测试结果(图1)表明，这两种表面活性剂添加剂都是强大而高效的分散剂，可以显著降低粘度，并在本研究测试的时间范围内提供分散稳定性。表2的数据还表明，这两种分散剂都具有良好的热稳定性，因为油漆在50°C下暴露14天后粘度基本保持不变。这两种分散添加剂对涂料配方具有相当的稳定效果。样品A和Pluracoat®CF 20配方之间未观察到显著差异。
冻结/解冻稳定
 |
| 图2点击放大 |
半光面配方的冻融稳定性测试结果如图2所示，表明Pluracoat®CF 20与涂料配方的相容性非常好，其性能与样品A相当。事实上，5次冻融循环后，样品A和Pluracoat®CF 20的粘度的整体上升分别仅为5.0和5.5 KU，其中含有分散剂。注意，相同的油漆，不含分散添加剂，未通过测试。这表明Pluracoat®cf20确实是一种非常有效的反絮凝分散添加剂。
附着力
 |
| 表3点击放大 |
本研究测试的平板和半光泽分散体系的粘附结果列于表3。从实验结果可以看出，分散剂的选择对粘接性能没有明显的影响。两种分散剂均表现出良好的附着力。
水的阻力
 |
| 表4点击放大 |
在选择表面活性剂和添加剂以优化性能时，涂料的耐水性是主要的配方问题之一。本研究中测试的平板和半光泽度配方的耐水性数据见表4。数据表明，Pluracoat®CF 20不仅匹配样品A添加剂的性能，而且它还降低了涂层的吸水率，在平板配方中降低了15%，在半光泽配方中降低了6%。这些非常令人鼓舞的结果将为涂料配方提供额外的灵活性，当平衡性能和稳定属性的复杂涂料系统。
颜料分散和颜色评价
 |
| 表5点击放大 |
除流变学和冻融稳定性测试外，显色试验最能说明颜料的利用效率。Pluracoat®cf20的性能相对于样品A的分散添加剂进行了评估。表5和表6分别给出了通用红有机着色剂在平板和半光泽度配方中的显色数据。
 |
| 表6点击放大 |
在平板涂料分散配方中，含Pluracoat®CF 20体系的着色强度与样品a相匹配。两个添加剂之间的∆E可以忽略不计，即0.08。样品A和Pluracoat®CF 20的隐藏功率K-∆E值分别为0.18和0.25，远远低于1.0可接受标准。擦除系数(RO)有小的负值，表明涂料表面浮有小的(如果不是无关重要的话)。(5)此外，在擦除涂层区域和未擦除涂层区域之间的∆E测量，列于表5中的∆E(RO)，确认了纯力引起的变化只是边缘的。
在半光泽涂料分散剂中，Pluracoat®CF 20含体系的着色强度与样品A相差0.8。这部分可以解释为Pluracoat®cf20的分散能力略有提高，部分可以归因于测量的准确性。两种添加剂之间的∆E也可以忽略不计，即0.1，再次表明两种添加剂的颜料分散力相同。样品A和Pluracoat®CF 20的隐藏功率K-∆E值分别为0.09和0.18，远低于1.0可接受标准。RO结果为正值，2.10和1.36，表明TiO2浮到涂层表面。(5)尽管RO值相对较大，但在摩擦涂层区域和未摩擦涂层区域之间的∆E测量结果(列于表6中的∆E(RO))表明，由于∆E值仍然远低于1.0，因此，在视觉上的变化很小，并不显著。
 |
| 表7点击放大 |
补料测试，特别是低温补料，被设计成模拟真实的应用条件。虽然不能很好地预测配方的实际性能，但这仍然是最难通过的测试之一。典型的补涂测试包括在24小时内进行两次涂装。在让第一层固化一夜之后，第二层涂层被部分地覆盖在第一层上。颜色读数用于比较涂有一层和两层的区域。这种方法的一些变化可以采用，允许一层或两层在低温下应用和固化。表7列出了在室温(RT)和低温(LT)条件下对半光泽涂料进行的这些测试的结果。
补色研究的结果表明，在样品A或Pluracoat®cf20存在下，颜料分散性能同样良好。因此，在相同的条件下(第一组数据在RT，第二组数据在LT)施用第一层和第二层涂层时，∆E和着色强度(CREL)结果显示一层和两层涂层之间没有差异。然而，当RT施第一层后，LT施第二层时，∆E略有增加(最高为0.22)，同时着色强度降低(下降至98.4和98.5)。虽然这是一个明显的性能限制，但样品a和Pluracoat®CF 20都表现出类似的行为，表明基本配方问题，而不是与分散添加剂相关的问题。
结论
Pluracoat®CF 20是一种高效、环保的反絮凝分散和润湿添加剂。这种零voc和无烷基酚表面活性剂已被证明是许多水基分散剂配方中样品a的合适替代品，具有改善水敏感性的额外好处。作为一种多功能添加剂，Pluracoat®CF 20允许制备稳定的水分散剂，为重新制定现有平台提供了一个很好的机会，以符合低/零voc法规和不含烷基酚聚氧乙烯的要求。
欲了解更多信息，请访问www.basf.com．
