顏料分散劑的種類

如今市場上有許多種類的顏料分散劑，為您的系統選擇合適的分散劑是很棘手的，分散劑的化學性質對最終涂層的性能和成功起著重要作用，最佳的分散劑化學性質會影響分散體或涂層的穩定性、質量和性能。 各種顏料分散劑類別可分為以下幾類：

1. 常規分散劑（高分子量、低分子量）
2. 聚合物分散劑
3. 離子和非離子分散劑

讓我們進一步了解顏料分散劑的不同化學類型。

常規分散劑

它們主要是低分子量，基于聚酯、聚酰胺、聚乙二醇和脂肪酸化學（FAME）。它們具有以下一般特征：

• 表面活性劑效果，降低固/液界面表面張力
• 吸附在顏料表面的錨固基團
• 與介質的良好兼容性
• 分子質量 = 500 ~ 2,000克/摩爾

這類分散劑的其他主要特點包括：

• 優異的潤濕力
• 減少研磨和分散時間
• 抗沉淀
• 有效防止沉淀和漂浮
• 作用方式：以靜電為主，空間位阻少
• 推薦用于適用于有機顏料的無機材料和水性體系

高分子量分散劑（分子質量約5000 ~ 30000克/摩爾） – 它們最廣泛用于工業涂料，與低分子量分散劑相比，它們通常提供：

• 卓越的性能和可使用性
• 最佳色彩特性
• 高光澤度
• 薄膜透明度和薄膜完整性
• 從干燥薄膜中提取的風險低，并且副作用最小

高分子量與低分子量分散劑比較

與低分子量分散劑相比，高分子量添加劑往往更具系統特異性，需要仔細選擇和評估程序。

與高分子量產品相比，中等高分子量（分子質量約1000-2000克/摩爾）的低聚物通常表現出最廣泛的相容性和優越的（快速）顏料潤濕性能，同時在分散穩定性和薄膜稠度性能方面仍優于低分子量產品。

除少數例外情況外，基于單分子表面活性劑的添加劑不太常用作分散劑。這是因為，該組在促進分散穩定性方面通常較差，并且在影響薄膜性能方面具有高風險，例如：

• 水敏性
• 硬度
• 基材附著力

聚合物分散劑

聚合物分散劑主要包括聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚或聚氨酯基體系，聚合物類型分散劑的分類基于其：

• 錨固機制
• 化學結構（聚丙烯酸、聚氨酯、共聚物等）
• 分子量

這種類型還受到聚合物設計（線性、支鏈、星形設計）和聚合過程（受控聚合工藝類型提供高性能產品，但也更昂貴）的影響。它們的主要特征包括：

• 聚合物類型：許多錨固基團
• 多種化學選擇
• 多種聚合物設計和分子量可供選擇
• 分子質量= 5000 ~ 50000克/摩爾

此外，聚合物分散劑具有如下所列的幾種優點：

• 優異的潤濕力
• 減少研磨/分散時間
• 對長期穩定非常有效
• 動作模式：空間位阻
• 多價系列（水性、溶劑型、有機或無機材料）

聚丙烯酸基/聚丙烯酸酯：與其他結構相比，聚丙烯酸基分散劑的分子量（以及成本）通常較低，它們特別推薦用于水性涂料中，以增加無機材料的顏料負荷，非常好的性價比產品，銨鹽和鈉鹽是乳膠漆的典型產品，分子量越高，它們可以提供更好的相容性。

聚氨酯：它們非常適合降低磨機基粘度，因此聚氨酯分散劑可增強顏料負荷并縮短分散時間，這種結構（骨架、支鏈、錨固基團）的靈活性允許為許多溶劑型和無溶劑體系設計各種結構。

離子和非離子分散劑

對于水性油漆或涂料，可以考慮使用陰離子帶電和非離子分散劑，使用鈉或銨聚羧酸酯和聚合物非離子表面活性劑添加劑的組合，可以在分散涂料的磨基中實現出色的潤濕和分散性能，主要的非離子添加劑是烷基酚乙氧基化物（APE），更準確地說是壬基酚乙氧基化物NP 10（10個單位的乙二醇鏈）。由于毒性問題，NP 10現在被不含APE的非離子取代，具有相同的HLB值。

HLB代表親水親脂平衡，用作比較不同疏水性質的非離子表面活性劑的指示值，HLB值可以通過分子中的親水成分百分比除以5來計算。

與水中高度的離子解離有關，應避免在水性體系中應用陰離子和陽離子分散劑的組合；陰離子和陽離子產物之間的反應可能導致不溶性和表面活性改變。

陽離子胺官能分散劑成功地用于溶劑型體系，例如支持潤濕分散過程，由于解離程度低，電子電荷的影響在非極性系統中不太明顯。

為什么有這么多不同類型的分散劑？

如果顏料分散劑的錨定基團與固體顆粒的錨定位點之間沒有親和力，則粘合失敗，分散劑無法在配方中發揮作用。

顏料和填料表面的化學官能團（錨定位點）變化很大，有些經過表面處理，有些則沒有，為了進行適當的錨定，分散劑還帶有各種各樣的官能團，比如具有胺、酰胺、磺酸鹽或磷酸鹽錨定基團的種類。

另一方面，分散劑尾部必須可溶于油漆介質并與粘合劑相容，同樣根據粘合劑和溶劑的特性，配方設計師需要不同的解決方案。這就是分散劑種類如此廣泛的原因。