什么是颜料分散剂
作者： 精颜化工 日期： 2024-11-27 点击量：
颜料分散剂是什么？
颜料分散剂是一种主要用于在液体介质（通常是液体或浆状的溶剂）中分散颜料颗粒的化学物质，可以使颜料均匀地分布在溶液中，而不会沉淀或聚集在一起，颜料分散剂具有双组分结构，其锚固基团提供了对颜料表面的强吸附，连接到锚基的聚合链可起到稳定作用，这有助于保持颜料的稳定性，使其能够被更好地应用在涂料、油墨、塑料、化妆品、颜料墨水等各种产品中。
有颜料的地方就有分散剂，这意味着它们存在于各种各样的产品中，颜料分散剂是为油漆、涂料和制版印刷配方赋予高性能所必不可少的重要成分，它们是高度专业化的添加剂，用于润湿、分散和稳定各种液体配方中的干颜料粉末。
为什么要用颜料分散剂
颜料是固体不溶性粉末，用于为各种材料（包括油漆、涂料和油墨）提供颜色，它们在商业上有多种颜色和化学成分可供选择，虽然颜料的选择似乎是无穷无尽的，但它们都有一些共同点，它们必须适当分散，以便在油墨、油漆和涂料中提供最佳性能和外观。
当颜料被添加到液体中时，由于颗粒间的相互作用力，容易发生沉淀或凝结，导致颜料在液体中分布不均匀，影响产品的质量和外观。颜料分散剂通过表面活性剂的作用，可以降低颗粒间的相互作用力，从而使颜料颗粒更好地分散在液体中，保持稳定的悬浮状态。
什么是颜料分散？
颜料分散是将不溶性颜料悬浮在液体介质（通常是水或有机溶剂）中，颜料必须充分润湿、去团聚/分散以及均匀分布和稳定，以便于它们在用于油墨、油漆和涂料的过程，以实现最大的颜色强度、光泽度和遮盖力。颜料分散体的稳定需要时间和精力，分散的颜料有很强的恢复到其初始团聚状态的趋势，由于这种强烈的趋势，正确选择润湿分散剂对于获得稳定的配方至关重要。
颜料分散体的成功取决于了解其在油漆、涂料和油墨配方中的色彩性能，颜色性能的各个方面包括色度、色调和透明度与遮盖力，为了充分了解分散体的颜色性能，必须评估其分散体特性，这些包括粘度、粒径和相容性，颜料表面润湿能力和润湿分散剂的分散稳定性直接影响这些性能。传统上，颜料分散由三个主要步骤组成：润湿、解聚和稳定，下面将更详细地概述这三个步骤。
润湿
当固体颜料首次添加到液体介质中时，它们会结块，空气被困在颜料团聚物的表面，为了进行适当的润湿，需要用液体介质替换颜料中夹留的空气，系统中夹留的空气越少，润湿就越有效，一切都与表面张力有关。对于润湿固体的液体，其表面张力必须低于固体的自由表面能。因此具有低表面张力的液体在润湿方面更有效，这就是为什么润湿添加剂对配方设计师如此有价值的原因，它们将降低表面张力并粘附在表面并涂覆颜料以形成添加剂/液体界面，润湿剂的使用加快了过程并确保颜料的完全润湿。
当固体颜料首次添加到液体介质中时，它们会结块，空气被困在颜料团聚物的表面，为了进行适当的润湿，需要用液体介质替换颜料中夹留的空气，系统中夹留的空气越少，润湿就越有效，一切都与表面张力有关。对于润湿固体的液体，其表面张力必须低于固体的自由表面能。因此具有低表面张力的液体在润湿方面更有效，这就是为什么润湿添加剂对配方设计师如此有价值的原因，它们将降低表面张力并粘附在表面并涂覆颜料以形成添加剂/液体界面，润湿剂的使用加快了过程并确保颜料的完全润湿。
解聚
一旦颜料颗粒完全润湿，必须分解颜料的大团聚物以减小颗粒尺寸，在分散过程的这一阶段，颜料附聚物被分离成较小的聚集体和初级颗粒，掺入颜料的载体的表面张力越低，分散颜料所需的能量就越低，降低液体介质中的表面张力可实现更快的解聚和分散体中更均匀的粒径。解聚是通过使用高速分散机和各种类型的研磨设备开发的机械剪切能来实现的，安装在高速混合机轴上的整流罩刀片是分散颜料的有效方法，为了将颜料分散到纳米级，建议使用0.3-0.5nm研磨介质。
一旦颜料颗粒完全润湿，必须分解颜料的大团聚物以减小颗粒尺寸，在分散过程的这一阶段，颜料附聚物被分离成较小的聚集体和初级颗粒，掺入颜料的载体的表面张力越低，分散颜料所需的能量就越低，降低液体介质中的表面张力可实现更快的解聚和分散体中更均匀的粒径。解聚是通过使用高速分散机和各种类型的研磨设备开发的机械剪切能来实现的，安装在高速混合机轴上的整流罩刀片是分散颜料的有效方法，为了将颜料分散到纳米级，建议使用0.3-0.5nm研磨介质。
稳定
由于在解聚/研磨阶段固体颗粒的表面积增加，现在必须稳定解聚的颜料颗粒以防止再团聚，以避免絮凝、变色、沉淀和稳定性损失等问题。在此步骤中，添加颜料分散剂，分散剂将吸附到颜料颗粒上并使它们保持分离，悬浮液中颜料的稳定可通过静电稳定或空间位阻稳定机制实现。
由于在解聚/研磨阶段固体颗粒的表面积增加，现在必须稳定解聚的颜料颗粒以防止再团聚，以避免絮凝、变色、沉淀和稳定性损失等问题。在此步骤中，添加颜料分散剂，分散剂将吸附到颜料颗粒上并使它们保持分离，悬浮液中颜料的稳定可通过静电稳定或空间位阻稳定机制实现。
静电稳定
静电分散剂带有离子电荷，它们与颜料颗粒的表面相互作用，产生类似带电的表面，通常是阳离子，颜料颗粒表面上的这些类似电荷相互排斥并保持颜料处于稳定的悬浮状态。PH值的变化和离子物质的添加会使悬浮在静电分散剂中的颗粒不稳定，在配方中，如果最终应用的分散体PH值低于4，则建议使用酸性分散体；如果是碱性分散体，则建议PH值高于7.5。
静电分散剂带有离子电荷，它们与颜料颗粒的表面相互作用，产生类似带电的表面，通常是阳离子，颜料颗粒表面上的这些类似电荷相互排斥并保持颜料处于稳定的悬浮状态。PH值的变化和离子物质的添加会使悬浮在静电分散剂中的颗粒不稳定，在配方中，如果最终应用的分散体PH值低于4，则建议使用酸性分散体；如果是碱性分散体，则建议PH值高于7.5。
颜料分散剂的分子通过离子键、氢键或偶极相互作用附着在颜料表面，并通过静电力使粒子相互排斥，Zeta电位越接近零，WB分散体就越容易重新凝聚。分散剂可通过阳离子或阴离子分子基团实现静电稳定，如季铵盐和烷基多胺（阳离子）或聚羧酸和磺化有机物（阴离子）。需要注意的是具有高导电性的颜料可能无法通过静电稳定来稳定。
空间位阻稳定
空间位阻分散剂由具有锚定头基团的分子组成，该分子被颜料颗粒和尾部吸引，这些尾部被分散体的液相吸引，头部基团吸附在颜料表面，尾部从表面向外定向，突出的尾巴使颜料颗粒保持分离和悬浮。空间位阻稳定在高盐浓度和宽PH范围内非常稳定。
空间位阻分散剂由具有锚定头基团的分子组成，该分子被颜料颗粒和尾部吸引，这些尾部被分散体的液相吸引，头部基团吸附在颜料表面，尾部从表面向外定向，突出的尾巴使颜料颗粒保持分离和悬浮。空间位阻稳定在高盐浓度和宽PH范围内非常稳定。
在水性和溶剂型体系中，颜料分散剂锚定基团将粘附在颜料表面，体系的相容性取决于构成疏水部分的聚合物的功能段，关于空间位阻稳定，添加剂将在物理上降低颜料颗粒的流动性，从而避免或最大限度地减少絮凝或再团聚，这种类型的稳定主要通过非离子分散剂完成。
颜料分散剂在各种工业和消费品应用中发挥着重要作用，在许多情况下，颜料是油墨、油漆或涂料配方中最昂贵的成分，颜料分散剂的优化确保了配方中颜料在液体介质中保持稳定的分散状态，从而达到所需的色彩外观效果和物理性能，同时尽可能少地使用颜料。