颜料分散机理的探讨及新的分散方法

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涂料调色配方中分散剂分散效果探讨

第２期收稿日期：２０２１－０１－１６基金项目：广东省绿色高性能新材料研发工程技术研究中心，江科［２０１９］１３１号；２０１８年广东省高等职业教育教学质量与教学改革工程教育教学改革研究与实践项目《新时代背景下高职院校政校企合作协同培养创新创业人才模式研究与实践－以应用化工技术专业为例》（ＧＤＪＧ２０１９３６０）作者简介：邓　红（１９８８—），女，硕士，讲师，主要研究有机高分子方向。

涂料调色配方中分散剂分散效果探讨邓　红，胡飞燕（江门职业技术学院，广东江门　５２９０９０）摘要：以几种分散剂对颜料的分散效果入手，讨论了分散剂种类对色漆光泽度、展色性、透明度和复合分散剂对分散体系色差稳定性的影响，通过实验确定体系色差最佳条件。

关键词：颜料；分散剂；展色性；透明度；色差中图分类号：ＴＱ６２０．４文献标识码：Ａ文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）０２－００２３－０３分散剂又称润湿分散剂，它除具有润湿作用外，其活性基团一端能吸附在粉碎成细小微粒的颜料表面，另一端溶剂化进入漆基形成吸附层（吸附基越多，链节越长，吸附层越厚），产生电荷斥力（水性涂料）或熵斥力（溶剂型涂料），使颜料粒子长期分散悬浮于漆基中，避免再次絮凝，因而保证制成的色漆体系的贮存稳定。

分散剂有很多种，初步估算，现存世界上有１０００多种物质具有分散作用［１－２］。

现按其结构来区分，可分为阴离子型润湿分散剂、阳离子型润湿分散剂、非离子型润湿分散剂、两性型润湿分散剂、电中性型润湿分散剂、高分子型超分散剂、自由基型超分散剂［３］（见图１）。

图１　部分不同结构的分散剂示意选择合适的润湿和分散剂把被要求分散的颜填料分散到性能各异的树脂体系如环氧、醇酸、丙烯酸和聚氨酯等体系中，形成稳定分散体系不是一件容易的事，粉体颜填料只有在涂料体系中稳定分散和分布才能发挥其最佳效果。

颜料分散剂影响着颜料在色浆的分散效果、展色性和稳定性，这些色浆也将直接影响到漆膜的光泽、着色力、遮盖力、透明度、耐候性等等，如分散剂选择不当，还会导致涂料贮存浮色发花、出现浮油、分层、沉淀、变色等诸多问题［４－５］；本文通过不同类型分散剂类型及其用量研磨分散颜料红１７７与酞青蓝，对不同分散剂以及分散剂用量对研磨色浆的分散效果、展色性、淋涂效果、贮存稳定性进行对比讨论，确定体系稳定的最佳条件。

浅析有机颜料的分散

浅析有机颜料的分散有机颜料是由有机化合物制成的颜料，其含有机物的颜料分散在不溶性载体中。

有机颜料的分散对于其应用的色彩稳定性和色彩品质具有重要的影响。

下面将从分散剂的选择、分散过程的机理和影响因素等几个方面来进行浅析有机颜料的分散。

首先，选择合适的分散剂是有机颜料分散的关键。

分散剂是将有机颜料分散到载体中的重要辅助剂，能够改善颜料的分散性，稳定颜料颗粒的分散状态，防止颗粒的再聚集和沉降。

在选择分散剂时，需要考虑颜料与分散剂的相溶性，表面活性和分散能力。

通常选择的分散剂包括胺类、醇类、酚醛树脂、聚烯烃酰胺等。

分散剂的选择应根据颜料的化学性质和应用要求进行合理选择，以达到最佳的分散效果。

其次，有机颜料的分散过程与表面活性剂分子在颜料表面的作用有关。

当分散剂加入到颜料分散体系中时，分散剂分子会吸附在颜料表面形成一个稳定的分散层，阻止颜料颗粒间的相互作用，从而达到分散的目的。

常用的机理有吸附剥离机理、电荷相互作用机理、溶胀机理等。

吸附剥离机理是指分散剂分子通过吸附在颜料表面，改变颜料的界面性质，使得颜料颗粒产生排斥作用，减小颗粒间的相互吸附力和排斥力，从而达到颗粒的分散。

电荷相互作用机理是指分散剂分子在颜料颗粒表面形成带电的分散层，使颗粒间产生相互排斥的电荷作用，从而减少颗粒间的相互作用力和聚集趋势。

溶胀机理是指分散剂分子在颜料颗粒表面形成一个包围层，使颗粒膨胀，增加颗粒间的间隙和相互作用的空间，从而实现颗粒的分散。

分散过程还受到一些因素的影响。

颜料的化学性质对分散效果具有重要影响。

有机颜料主要是由有机颜料颗粒组成，颜料颗粒的粒径、形状、比表面积等都会影响分散效果。

一般来说，颗粒粒径较小、颗粒形状均匀的颜料易于分散。

此外，还存在颜料颗粒间的相互作用力，如范德华力、静电和磁滞力等，这些力会阻碍颗粒的分散。

另外，溶媒的类型和性质也对颜料的分散产生影响。

不同溶媒对有机颜料的分散效果是不同的，需根据颜料的性质选择合适的溶媒。

颜料粉体分散剂使用方法及作用原理

颜料粉体分散剂使用方法及作用原理
涂料中颜料粉体不仅能提高涂料漆膜遮盖力，提供多样的色彩，同时能与涂料体系中的粘结剂结合，起到骨架的作用，形成一层致密的保护层，提高涂料漆膜的耐候性、耐光性、耐水性，同时增加漆膜的机械强度，提升涂料的使用寿命。

一、颜料分散剂的类型
颜料粉体种类繁多，不同的颜料粉体、同样的颜料粉体不同的制备工艺，粉体具备的表面性质不一样，采用
的分散剂也不一样，因此选用颜料粉体过程中，要选用合适的分散剂才能真正将颜料浆料均匀分散，提升涂料漆膜的性能。

二、颜料分散剂使用方法
颜料粉体加入到涂料体系中，需要配合相应的颜料分散剂，来降低颜料粉体间的作用力。

不管搅拌分散或者研磨分散，颜料分散剂直接加入到涂料体系中使用即可，具体的添加量要根据客户产品体系固含量、PH值等因素息息相关。

三、颜料分散剂的作用原理
颜料粉体有很多种，由于受布朗运动的作用力影响，在涂料体系中极易团聚，而颜料分散剂的作用原理就是通过增加颜料粉体的活性或者通过表面包覆修饰，消除粉体间的作用力，达到均匀分散的效果。

综上所述，颜料粉体的分散要根据粉体的类型、具备的表面性能，而选用合适的分散剂来解决颜料在涂料中的分散性，除此之外，颜料粉体的分散还与涂料体系中的PH值、粒径大小息息相关。

颜料分散的过程及分散剂提升涂料漆膜哪些性能？

颜料分散的过程及分散剂提升涂料漆膜哪些性能？颜料在涂料、油墨领域应用，赋予涂料好的着色力、遮盖力及色度等，但是颜料在涂料中的分散稳定性不好，会导致很多缺陷发生，例如：絮凝、失光、颜色偏移、浮色/发花、沉淀等。

为了能让颜料颗粒在涂料中发挥其优异性能，需要加入合适的颜料分散剂，来提升颜料颗粒在涂料体系中的分散性及稳定性。

一、颜料的分散过程颜料的分散过程由润湿、分散、稳定三个步骤组成，润湿过程中，颜料表面的空气与水气被树脂溶液所替代，固/气两相（颜料/空气）被转换成固/液两相（颜料/树脂溶液）。

分散剂尤其是低分子型的润湿分散剂能加快润湿的过程，分散过程中，不要依靠机械能作用（冲击和剪切力），颜料的团聚体被打散成微小的颗粒没，形成稳定的分散状态太。

第三步是分散稳定的过程，分散剂用于保持颜料分散状态的稳定，阻止失控的絮凝，并依据颜料表面所吸附的粘结剂种类和分子结构，促使悬浮液获得稳定状态。

二、分散剂的作用颜料分散剂在涂料生产中发挥了非常重要的作用。

分散体系的稳定能避免诸多的涂料问题及期末弊病，如果配方合理，适量地添加分散剂能够有效降低成本，改善涂料性能。

1.提升光泽、增加流平效果完全相同的涂料配方，经过实验证明，采用不同的分散剂，得出的漆膜光泽会有明显差别。

合适分散剂能提升光泽，不合适的颜料分散剂会导致颜料颗粒絮凝变粗，对漆膜起到消光的影响。

2.防止浮色发花防止涂料漆膜的浮色、发花，是分散剂在分散颜料颗粒的主要作用，选用合适的颜料分散剂，无论是罐内浮色发花还是漆膜的浮色发花，都可以得到改善或消除。

例如澳达分散剂AD8305，含有特定的官能团，与颜料亲和的同时，还会相互形成氢键，从而使颜料颗粒稳定分散，达到预防浮色发花的效果。

3.提高着色力颜料分散和稳定得更好，比表面积很大，与树脂相容性更好，其着色力会明显加强，提升涂料的应用效果。

4.降低粘度，增加颜料固含量采用合适的颜料分散剂，所得的色浆黏度会明显降低，这时可以增加颜料的添加量，提升涂料的固含量，也可以提升生产效率和产品质量。

颜料的(混合)分散新技术

颜料分散前的形态，通过生产过程得到的原始颜料称为湿滤饼，还需进一步商品化处理，包括粉碎和干燥等过程。

在干燥过程中，较细的颜料颗粒会产生凝聚，使其粒径较原始颗粒大许多倍，因而不能直接用于着色，必须要进行分散处理。

颜料的质量，除了色光、着色力、遮盖力、各种耐性等性能要求以外，分散性或易研磨性是一项很重要的指标。

颜料的分散性直接关系到所生产的油墨和涂料的色强、细度、光泽度等重要的质量指标，分散效果好的还可以缩短生产涂料时的研磨工时。

1、颜料的分散一般商品颜料颗粒是指比团聚体还大的粒子，粒径在250μm至750μm（相当于通过60至200目筛）。

根据德国标准协会（German Standard Organization）命名法，认为颜料颗粒状态可分为：原生颗粒、凝聚体和团聚体。

原生颗粒（German Standard Organization）是单晶、块状、球形或微晶组成的大晶体形式存在；凝聚体（Aggregates）是由原生颗粒表面彼此吸附而成；团聚体（Agglomerates）是由原生颗粒或凝聚体疏松的组合，或者是这两者在边、角上相互吸附而成的混合物。

作为使用者来讲，任何商品形式的颜料都要求容易均匀分散，能制成持久稳定、无凝聚、无沉降的悬浮物料。

上世纪七十年代以来，颜料的加工处理技术已有很大发展，包括颜料颗粒的表面处理和颗粒的晶相调整等，但还不能满足使用者对其的要求。

一般情况下，颜料的分散过程可以分为三步：润湿→细化→稳定化混合分散。

第一步是使用润湿剂润湿颜料，使颜料之间的凝聚力减小，便于第二步颜料的粉碎和细化。

粉碎细化后的颜料进一步再做包覆处理，由于颜料经分散细分后，粒径减小，表面积增大，颜料表面自由能也增加，造成细化的颜料不稳定性。

所以，当机械涂料能去除以后，颜料粒会再凝集起来。

为此，在颜料研磨后形成新的表面时，在其表面应吸附一层包覆层，使颜料的表面能降低。

当带有包覆层颜料的结合体再度碰撞就不会凝聚起来。

颜料预分散的生产工艺

颜料预分散的生产工艺一、引言颜料预分散是一种在颜料应用领域广泛使用的生产工艺。

通过预分散，颜料粒子可以更好地分散在溶剂或树脂基质中，从而提高颜料的可溶性和稳定性。

本文将深入探讨颜料预分散的生产工艺，包括预分散的原理、工艺流程以及常见的预分散方法。

二、颜料预分散的原理颜料的预分散是通过力的作用，将颜料粒子分散在溶剂或树脂基质中，形成稳定的分散体系。

其原理主要包括表面活性剂作用、机械剪切作用以及热力学作用。

2.1 表面活性剂作用表面活性剂是一种能够降低界面张力的化学物质，它在颜料分散过程中起到了非常重要的作用。

表面活性剂能够吸附在颜料粒子表面，形成一层分散剂分子的保护膜，使颜料粒子间相互排斥，从而防止粒子重新聚集。

同时，表面活性剂还能降低颗粒间的表面能，减小颗粒聚集的能量，增强颜料分散体系的稳定性。

2.2 机械剪切作用机械剪切作用是一种通过剪切力促使颜料粒子分散的方法。

在预分散过程中，通常会使用高速搅拌器、研磨机或超声波设备等设备对颜料进行剪切、碾磨或超声处理。

这些机械作用能够有效地破坏颜料粒子的聚集态，增加颗粒间的碰撞，从而使颜料更好地分散在基质中。

2.3 热力学作用热力学作用是指在预分散过程中，通过加热或冷却颜料分散体系，调节体系的温度以改变其物理性质。

这种方法能够改变颜料粒子和基质之间的相互作用力，提高颜料分散的效果。

例如，加热可以使颜料分散剂的溶解度增加，促进颜料的分散；冷却则可以使颜料粒子聚集，形成较大的颗粒。

三、颜料预分散的工艺流程颜料预分散的工艺流程主要包括颜料的预处理、分散剂的选择与加入、机械剪切或超声处理以及最终产品的收集与储存等步骤。

3.1 颜料的预处理颜料的预处理非常重要，可以提高预分散的效果。

预处理步骤通常包括颜料的筛选、研磨和干燥。

颜料的筛选可以去除颗粒的杂质和过大或过小的颗粒。

研磨可以使颜料颗粒更加均匀，增大颗粒的比表面积，有利于分散剂的吸附和颗粒间的碰撞。

干燥可以去除颜料中的水分，避免水分对分散体系的稳定性产生影响。

颜料分散技术

一、颜料的分散：颜料在漆料中的分散进程是比较复杂的，但至少要通过三个进程，即湿润、解聚（分散）和稳固化。

提供色漆生产的颜料，在颜料生产中所形成的粒子是细微的，其粒径一样在5nm至1um之间，那么能轻易地形成份散体系。

可是涂料厂投入生产用的颜料，多数以原级粒子，附聚体和聚集体的混合物所存在的。

原级粒子：是颜料在制造进程中所形成的单个晶体或缔合晶体，粒径是比较微细的。

附聚体：是原级粒子的边和角相连接，结合而成的，结构比较松散的，大的粒子团。

聚集体：是原级粒子间以双面相结合的，或晶面成长在一路的，结构比较紧密的、大的粒子团。

附聚体大多在颜料的泸饼干燥和随后的干磨中形成的。

聚集体是颜料制造进程中沉淀熟化时期形成的。

附聚体和聚集体合称为颜料的二次粒子。

一、颜料的湿润：生产色漆用的颜料表面一样都吸附着一层空气和水分，颗粒间的间隙也被空气所填充，颜料在漆料中分散的首要前提是需要用漆料取代空气和水分，并在颜料暴露出的表面上形成一层新的包覆膜，这种用漆料取代空气和水分并在颜料表面形成包覆膜的进程，称作颜料湿润进程。

二、颜料的解聚（分散）：在分散进程中，仅将这些二次粒子的表面用漆料湿润是不够的，因为这种大粒径、小表面积的颜料粒子团不能知足制漆的成膜要求和维持漆液稳固的分散状态。

因此，必需施之外加的机械力（主若是剪切力）将这些大颗粒解聚集，使其恢复或接近恢复到原级粒子的大小，以小颗粒大表面积的形式暴露在漆料中，并使其所有暴露出来的表面都被漆料所湿润。

这种借助外加机械力，将颜料的附聚体和聚集体恢复成或接近恢复成原级粒子的进程称做解聚进程或称做分散进程。

颜料在漆料中的解聚是色漆制造进程中要紧的，消耗能量最大的工序。

能使颜料解聚的外来机械力，一样是由咱们通常利用的研磨分散设备，如砂磨机、球磨机、三辊机、高速分散机和二辊机等产生的。

为了造成作为分散介质的液体漆料对颜（填）料粒子表面的渗透条件，必需对颜（填）料的聚集体和附聚体施加能促使其破裂的外部机械力，将颜（填）料粒子进行解聚，使其更好地被液体漆料所湿润，这就需要研磨分散设备。

涂料颜料的分散和稳定化原理及配方设计

涂料颜料的分散和稳定化原理及配方设计涂料颜料的分散和稳定化是涂料工业中关键的技术问题。

分散是将颜料分散均匀在基材中，使其颜色饱满、亮丽，稳定化则是防止颜料在涂料中沉降和聚集，保持分散状态。

以下将分别阐述涂料颜料的分散和稳定化原理及配方设计。

首先，分散原理主要从两个方面解释。

一是表面电荷理论，根据该理论，颜料的粒子表面带有电荷，同性电荷之间的相互排斥使颜料粒子处于分散状态。

二是表面活性剂作用机制，表面活性剂能透过吸附在颜料粒子表面，减小粒子间的表面张力，使颜料粒子更容易分散在液体中。

为了达到良好的分散效果，在设计配方时需要考虑以下几个方面。

首先，对于颜料的选用要慎重，颜料应具有良好的分散性能和稳定性，能够与涂料基材相容。

其次，表面活性剂的选择也至关重要，表面活性剂具有吸附在颜料粒子表面的能力，有助于颜料的分散，但选择过多或过少都可能对分散效果产生不良影响。

此外，溶剂的选择也需要考虑，通过溶剂的选择可以改变涂料体系的黏度和粘度，从而提高分散效果。

稳定化原理主要有物理稳定和化学稳定两种机制。

物理稳定通过改变颜料粒子分散状态，增加粒子间的排斥力或减少粒子间的相互作用力，使颜料在涂料中保持分散状态。

化学稳定通过在颜料粒子表面引入化学键或功能基团，使颜料粒子在涂料中形成结构稳定体系。

常用的稳定剂有聚合物、胶体和表面活性剂等。

在配方设计中，需要综合考虑颜料的性质、表面活性剂的选择和稳定剂的添加。

一般来说，首先选用适合的颜料和表面活性剂，并通过实验确定最佳的添加量。

随后，根据稳定化原理选择合适的稳定剂进行加入。

最后，通过改变配方中的溶剂类型和比例，控制黏度和粘度，进一步改善分散效果。

总之，涂料颜料的分散和稳定化是涂料工业中不可忽视的技术问题。

通过了解分散和稳定化原理，以及合理设计配方，可以有效地提高涂料颜料的分散效果和稳定性。

同时，也需要根据实际情况进行实验验证和不断的优化改进，以确保涂料的品质和性能达到要求。

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剂从蓖麻油衍生物，到低相对分子质量的表面活性剂，现在被称为传统分散剂，发展到高相对分子质量的超分散剂Ｊ。而且超分散剂的分子设计和合成技术也在不断改进。近年来，通过可控游离基聚合技术，合成了具有更窄相对分子质量分布和更合理的分子链构造的新型分散剂，得了非常好的分取散效果。选择一种合适的分散剂，不仅可以大大缩短研磨时间，提高研磨效率，还可以降低色浆黏度，提高色强度。
ＤｉｃｓｉｎｏｇｅｓｒｉｎＭｅｈｎｓａｄＮｅＤｉｐｅｓｏｅｈｏｓｕｓｏｎＰｉｍｎｔＤｉｐｅｓｏｃａｉｍｎｗｓｒｉｎＭｔｄ
ＦｕＸｕｙｎｌｒｄｃＣ．Ｌｄ，ｉｄｏＳａｄｎ６０，ｈｎ）ＱｎｄｏＨａｉＣｅｉｏｕｔｏ，ｔ．Ｑｎａ，ｈｎｏｇ２６７ＣｉａｇａＰｇ１
湿的颜料，别是小批量的生产，辊磨是不错的选择。三辊特三
成本的过程。可重复生产、高色强度、贮存稳定是对颜料分散
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第４第７期０卷
２１００年７月
涂料工业
ＰＡＩＮＴ＆Ｃ０ＡＴＩＮＧＳＩＮＤＵＳＴＲＹ
Ｖｏ．０Ｎｏ７１４．
Ｊ１２１ｕ．００
颜料分散机理的探讨及新的分散方法
付学勇（岛华凌化工产品有限公司，东青岛２６７）青山６０１
磨通过水平的３根辊筒的表面相互挤压及不同速度的摩擦而
达到研磨效果。特别适用于高黏度的物料及砂磨机难循环的物料。除了这些常规的分散设备，在纳米材料的分散中，常用到超惠分散机。在颜料预分散体的制备中，合机和双辊捏
机被广泛适用。