顏料潤濕分散是水性涂料及顏料漿生產(chǎn)過程重要環(huán)節(jié)，包含顏料的潤濕、機(jī)械分散、漿料穩(wěn)定過程，其中不僅有主要的物理作用，還有一定的化學(xué)作用。潤濕分散劑作為顏料潤濕分散最重要的功能性添加劑，對它的選擇不能只從簡單的單一性能考慮，也不能只憑價(jià)格或品牌選擇，一定要綜合潤濕分散劑的科學(xué)原理及應(yīng)用要求來做出全面準(zhǔn)確的評估。

一、水性潤濕分散劑的吸附及穩(wěn)定機(jī)理

1.1吸附（錨固）過程

潤濕分散劑在潤濕分散過程中與顏料吸附（錨固）機(jī)理受到以下作用：

氫鍵

離子鍵作用

偶極-偶極相互作用

范德華作用力（色散力 取向力 誘導(dǎo)力）

共價(jià)鍵作用

形成這些物理或化學(xué)作用力（吸附錨固），除了與分散介質(zhì)水及使用環(huán)境等條件有關(guān)外，主要還與顏料的化學(xué)結(jié)構(gòu)及潤濕分散劑化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。不同的顏料和不同的潤濕分散劑會產(chǎn)生不同的錨固作用力。

1.2在水性體系中兩種穩(wěn)定機(jī)理：

靜電排斥穩(wěn)定和空間位阻穩(wěn)定

陰離子類潤濕分散劑不僅通過電離產(chǎn)生提供靜電排斥穩(wěn)定還有分子空間位阻效應(yīng)，陰離子潤濕分散劑不僅分散效率高而且儲存更穩(wěn)定。

非離子類潤濕分散劑主要提供空間位阻效應(yīng)，相對分散效率低。

一般來講電離越強(qiáng)靜電排斥穩(wěn)定越強(qiáng)。分子量分布越窄、分子量越大，錨固作用力越大、支鏈越多空間位阻效果更穩(wěn)定。

二、潤濕分散劑的影響因素

2.1 潤濕分散劑的分子結(jié)構(gòu)及分子量及分布影響 

潤濕分散劑由疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)組成。疏水基團(tuán)有芳基、烷芳基、烴鏈、胺基等；親水基團(tuán)有羧基、磺酸基、羥基、氨基及長聚醚鏈等。不同種類的潤濕分散劑因其化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,與不同的顏料粒子間的錨固方式、錨固力大小均有所差別。

顏料-潤濕分散劑-水三者之間的作用力是粒子能否穩(wěn)定分散的決定因素,錨固基越多，與顏料表面的結(jié)合力就越大,越有利于分散穩(wěn)定；親水基與水有足夠的親和力,具備良好的相溶性,聚合物鏈才能在水中充分伸展,形成有效的立體空間位阻穩(wěn)定。

若潤濕分散劑的分子量過大，在顏料粒子表面產(chǎn)生折疊現(xiàn)象，引起粒子之間的纏結(jié)，造成絮凝。若潤濕分散劑的分子量過小，則立體空間效應(yīng)就差。分子量分布越窄，潤濕分散劑在顏料表面吸附錨固作用力越均勻，陰離子類型電荷分布越均勻，雙電層穩(wěn)定作用更穩(wěn)定，游離極性基團(tuán)氫鍵形成分布越均勻，顏料漿的粒徑分布、抗絮、展色、抗沉也就越好。

2.2 體系酸堿性及顏料化學(xué)結(jié)構(gòu)對錨固吸附的影響

為了提高顏料的潤濕吸附效率，必須考慮顏料表面酸堿特性、化學(xué)結(jié)構(gòu)和潤濕分散劑的類型。在水性涂料體系中，體系弱堿性條件能提高陰離子型潤濕分散劑的電離效應(yīng)，雙電層更穩(wěn)定。對無機(jī)類顏料表面有更高效率的吸附錨固；而無機(jī)顏料表面的游離多價(jià)離子特別容易與陰離子型潤濕分散劑形成離子鍵，含硅類的顏料則易與有些潤濕分散劑產(chǎn)生共價(jià)鍵錨固。有機(jī)顏料則因表面有的蒽、醌等疏水基團(tuán)則與無機(jī)顏料的作用力不同，它的吸附（錨固）則主要來自于大分子潤濕分散劑非極性嵌段親和基團(tuán)多點(diǎn)作用于有機(jī)顏料表面的色散力。

2.3 后續(xù)添加劑及添加工藝對吸附的影響

涂料是一個混合體系，樹脂、各類添加劑會在顏料表面上產(chǎn)生競相吸附。顏料表面的特性、聚合物的結(jié)構(gòu)，都會影響聚合物在顏料表面上的吸附，潤濕分散劑甚至?xí)c后續(xù)添加劑形成不同物理化學(xué)形式的締合反應(yīng)，影響穩(wěn)定。在水性體系中多為含活性基團(tuán)的極性體系，最好加水后先加潤濕分散劑，PH調(diào)節(jié)劑 再加顏料，達(dá)到分散要求后，最后加樹脂乳液。

2.4 溫度、電解質(zhì)對吸附影響

潤濕分散劑類型不同，在顆粒表面上的吸附錨固不相同。溫度對離子型和非離子型潤濕分散劑的吸附的影響大。溫度增加，離子型潤濕分散劑的吸附量降低，而非離子型潤濕分散劑的吸附量增加。電解質(zhì)加入，降低離子型潤濕分散劑之間的斥力，同時壓縮固體雙電層，從而提高離子型潤濕分散劑的吸附量。

三、水性顏料潤濕分散劑類型及特點(diǎn) 

Disperbx XN450 N3800  XA4509（僅制備無機(jī)顏料漿，通常用于建筑涂料）

Disperbx DIC01（可制備80%無機(jī)顏料漿，可分散納米材料各類活性顏填料）

Disperbx H5028（可制備高有機(jī)20%和高濃無機(jī)65%顏料漿，可提高樹脂耐水性類型，解決建涂中的展色問題）

Disperbx 080（可制備高濃縮有機(jī)35%和無機(jī)70%顏料漿）

Disperbx LFS（可制備高濃縮有機(jī)35%和無機(jī)60%顏料漿）

Disperbx S60（可制備高濃縮有機(jī)30%和無機(jī)70%顏料漿）

Disperbx S60/100（可制備高濃縮有機(jī)35%和無機(jī)70%顏料漿）

3.2 非離子型潤濕分散劑

化學(xué)結(jié)構(gòu)通常為含親和顏料基團(tuán)和極性親水基團(tuán)的化合物，非極性親油基團(tuán)有芳基、烷芳基、烴鏈、胺基等；極性親水基團(tuán)有羧基、磺酸基、羥基、氨基及長聚醚鏈等,在水中不易電離、通常對耐水性影響小，與各類樹脂 助劑不易反應(yīng)。在有機(jī)顏料表面利用含類似有機(jī)顏料親和基團(tuán)的大分子嵌段鏈與有機(jī)顏料基團(tuán)平面形變產(chǎn)生多點(diǎn)錨固的色散力,使二者牢固在一起。但這種色散力錨固需要更多用量才能達(dá)到穩(wěn)定。對于無機(jī)顏料來講，非離子潤濕分散劑則不能產(chǎn)生類似陰離子潤濕分散劑的多種物理化學(xué)吸附錨固作用力，加上基本不電離，對無機(jī)分散效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于陰離子潤濕分散劑。

主要用于有機(jī)顏料在水性中的分散，能容易制得高濃縮固含40%有機(jī)碳黑漿 酞青藍(lán)漿

大多結(jié)構(gòu)以下圖為主。

Disperbx 2775   （僅制備高濃縮45%有機(jī)顏料漿）

Disperbx D98    （僅制備高濃縮45%有機(jī)顏料漿）

STAB T100     （僅制備高濃縮45%有機(jī)顏料漿）

Disperbx D70    （非離子可制備高濃縮35%有機(jī)和無機(jī)60%顏料漿）

四、濕潤分散劑的評估選擇及添加量

濕潤分散劑的選擇應(yīng)依椐所需分散的顏料特性及涂料性能要求來選擇不同的分散劑種類。

一、顏料潤濕分散劑對涂料的耐性、粒徑分布、著色力、耐性、光澤及缺陷影響非常大，評價(jià)分散劑的分散能力從四個方面進(jìn)行：

1、降粘性及粘度穩(wěn)定性：更低的添加量更高的顏料含量，同時粘度變化小。

2、粒徑及著色力：從展色性、色相、透明性、絮凝色衰觀測分散能力

3、光澤及表面缺陷：在涂料中使用的潤濕分散劑，因影響起泡性高低、顏料漿的粒徑分布及與體系樹脂、助劑相容性，影響光澤及表面狀態(tài)。

4、閃銹、附著力、耐性：合適的潤濕分散劑可以減少水性中極性電離基團(tuán)對漆膜的耐水性影響，其功能性親水基團(tuán)在完成潤濕分散功能后在成膜過程中與基材反應(yīng)。甚至能提漆膜的耐鹽霧性，閃銹及附著力。

二、對于共混合顏料體系（有機(jī)顏料 無機(jī)顏料），最簡單方案是使用單一的有機(jī)無機(jī)通用型潤濕分散劑，兼顧性能最優(yōu)化和成本最低化的最佳方案還是選用專用無機(jī)顏料潤濕分散劑和專用的有機(jī)顏料潤濕分散劑配合使用。

三、每種顏料在一個特定的分散體系中都存在一個最佳的濃度值。這個最佳值與顏料的比表面積、吸油量、最終要求的細(xì)度、研磨時間和色漿中所用樹脂聚合物的特性有關(guān)；要根據(jù)這些條件實(shí)驗(yàn)而定，在實(shí)驗(yàn)時一定要把設(shè)備、工藝因素考慮進(jìn)去。一般來說，無機(jī)顏料用分子質(zhì)量相對低高極性的陰離子濕潤分散劑，添加量按顏料含量的1%～5% ；有機(jī)顏料從比表面積考慮，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)方法1m2添加2mg潤濕分散劑，有機(jī)顏料最好采用高分子非離子潤濕分散劑，最終添加還需通過添加量與降粘曲線來確定。

主要水性體系應(yīng)用類型的推薦

一、 建筑涂料中的顏料選擇比較簡單，主要是以鈦白及無機(jī)顏料為主，一般選擇聚羧酸均聚或共聚類分散劑為主，如Disperbx XN450,如果對耐水及展色有極高的要求可選擇受控自由基聚合疏水高分子氨鹽分散劑 Disperbx H5028.

二、 高濃縮商品色漿對潤濕分散劑性價(jià)比極高，需極少的添加量達(dá)高濃縮漿料的特點(diǎn)，而且用于不同的體系的漿料有不同的應(yīng)用特點(diǎn)。

1、工業(yè)漆色漿除了要求好的展色性等性能外，對用于各類涂料樹脂的相容性和最終的耐性要求極高。我們推薦經(jīng)濟(jì)型的

Disperbx S60  Disperbx 080  (有機(jī)無機(jī)漿料及各類樹脂通用) Disperbx diC01 (無機(jī)高濃縮漿各類樹脂通用)

Disperbx 2775  Disperbx D98 T100（高濃縮漿有機(jī)漿料各類樹脂通用）

  2、建筑色漿相對來說對分散的高效性及展色性要求更高。

Disperbx 2775   Disperbx D98（高濃縮漿有機(jī)漿料）

Disperbx H5028  Disperbx DIC01(高濃縮氧化鐵系漿 鈦白漿)

附有機(jī)顏料結(jié)構(gòu)式：

酞青藍(lán)結(jié)構(gòu)

碳黑結(jié)構(gòu)