什么是顏料分散劑
顏料分散劑是什么？
顏料分散劑是一種主要用于在液體介質(zhì)（通常是液體或漿狀的溶劑）中分散顏料顆粒的化學(xué)物質(zhì)，可以使顏料均勻地分布在溶液中，而不會沉淀或聚集在一起，顏料分散劑具有雙組分結(jié)構(gòu)，其錨固基團提供了對顏料表面的強吸附，連接到錨基的聚合鏈可起到穩(wěn)定作用，這有助于保持顏料的穩(wěn)定性，使其能夠被更好地應(yīng)用在涂料、油墨、塑料、化妝品、顏料墨水等各種產(chǎn)品中。
有顏料的地方就有分散劑，這意味著它們存在于各種各樣的產(chǎn)品中，顏料分散劑是為油漆、涂料和制版印刷配方賦予高性能所必不可少的重要成分，它們是高度專業(yè)化的添加劑，用于潤濕、分散和穩(wěn)定各種液體配方中的干顏料粉末。
為什么要用顏料分散劑
顏料是固體不溶性粉末，用于為各種材料（包括油漆、涂料和油墨）提供顏色，它們在商業(yè)上有多種顏色和化學(xué)成分可供選擇，雖然顏料的選擇似乎是無窮無盡的，但它們都有一些共同點，它們必須適當(dāng)分散，以便在油墨、油漆和涂料中提供最佳性能和外觀。
當(dāng)顏料被添加到液體中時，由于顆粒間的相互作用力，容易發(fā)生沉淀或凝結(jié)，導(dǎo)致顏料在液體中分布不均勻，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀。顏料分散劑通過表面活性劑的作用，可以降低顆粒間的相互作用力，從而使顏料顆粒更好地分散在液體中，保持穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。
什么是顏料分散？
顏料分散是將不溶性顏料懸浮在液體介質(zhì)（通常是水或有機溶劑）中，顏料必須充分潤濕、去團聚/分散以及均勻分布和穩(wěn)定，以便于它們在用于油墨、油漆和涂料的過程，以實現(xiàn)最大的顏色強度、光澤度和遮蓋力。顏料分散體的穩(wěn)定需要時間和精力，分散的顏料有很強的恢復(fù)到其初始團聚狀態(tài)的趨勢，由于這種強烈的趨勢，正確選擇潤濕分散劑對于獲得穩(wěn)定的配方至關(guān)重要。
顏料分散體的成功取決于了解其在油漆、涂料和油墨配方中的色彩性能，顏色性能的各個方面包括色度、色調(diào)和透明度與遮蓋力，為了充分了解分散體的顏色性能，必須評估其分散體特性，這些包括粘度、粒徑和相容性，顏料表面潤濕能力和潤濕分散劑的分散穩(wěn)定性直接影響這些性能。傳統(tǒng)上，顏料分散由三個主要步驟組成：潤濕、解聚和穩(wěn)定，下面將更詳細地概述這三個步驟。
潤濕
當(dāng)固體顏料首次添加到液體介質(zhì)中時，它們會結(jié)塊，空氣被困在顏料團聚物的表面，為了進行適當(dāng)?shù)臐櫇?，需要用液體介質(zhì)替換顏料中夾留的空氣，系統(tǒng)中夾留的空氣越少，潤濕就越有效，一切都與表面張力有關(guān)。對于潤濕固體的液體，其表面張力必須低于固體的自由表面能。因此具有低表面張力的液體在潤濕方面更有效，這就是為什么潤濕添加劑對配方設(shè)計師如此有價值的原因，它們將降低表面張力并粘附在表面并涂覆顏料以形成添加劑/液體界面，潤濕劑的使用加快了過程并確保顏料的完全潤濕。
當(dāng)固體顏料首次添加到液體介質(zhì)中時，它們會結(jié)塊，空氣被困在顏料團聚物的表面，為了進行適當(dāng)?shù)臐櫇?，需要用液體介質(zhì)替換顏料中夾留的空氣，系統(tǒng)中夾留的空氣越少，潤濕就越有效，一切都與表面張力有關(guān)。對于潤濕固體的液體，其表面張力必須低于固體的自由表面能。因此具有低表面張力的液體在潤濕方面更有效，這就是為什么潤濕添加劑對配方設(shè)計師如此有價值的原因，它們將降低表面張力并粘附在表面并涂覆顏料以形成添加劑/液體界面，潤濕劑的使用加快了過程并確保顏料的完全潤濕。
解聚
一旦顏料顆粒完全潤濕，必須分解顏料的大團聚物以減小顆粒尺寸，在分散過程的這一階段，顏料附聚物被分離成較小的聚集體和初級顆粒，摻入顏料的載體的表面張力越低，分散顏料所需的能量就越低，降低液體介質(zhì)中的表面張力可實現(xiàn)更快的解聚和分散體中更均勻的粒徑。解聚是通過使用高速分散機和各種類型的研磨設(shè)備開發(fā)的機械剪切能來實現(xiàn)的，安裝在高速混合機軸上的整流罩刀片是分散顏料的有效方法，為了將顏料分散到納米級，建議使用0.3-0.5nm研磨介質(zhì)。
一旦顏料顆粒完全潤濕，必須分解顏料的大團聚物以減小顆粒尺寸，在分散過程的這一階段，顏料附聚物被分離成較小的聚集體和初級顆粒，摻入顏料的載體的表面張力越低，分散顏料所需的能量就越低，降低液體介質(zhì)中的表面張力可實現(xiàn)更快的解聚和分散體中更均勻的粒徑。解聚是通過使用高速分散機和各種類型的研磨設(shè)備開發(fā)的機械剪切能來實現(xiàn)的，安裝在高速混合機軸上的整流罩刀片是分散顏料的有效方法，為了將顏料分散到納米級，建議使用0.3-0.5nm研磨介質(zhì)。
穩(wěn)定
由于在解聚/研磨階段固體顆粒的表面積增加，現(xiàn)在必須穩(wěn)定解聚的顏料顆粒以防止再團聚，以避免絮凝、變色、沉淀和穩(wěn)定性損失等問題。在此步驟中，添加顏料分散劑，分散劑將吸附到顏料顆粒上并使它們保持分離，懸浮液中顏料的穩(wěn)定可通過靜電穩(wěn)定或空間位阻穩(wěn)定機制實現(xiàn)。
由于在解聚/研磨階段固體顆粒的表面積增加，現(xiàn)在必須穩(wěn)定解聚的顏料顆粒以防止再團聚，以避免絮凝、變色、沉淀和穩(wěn)定性損失等問題。在此步驟中，添加顏料分散劑，分散劑將吸附到顏料顆粒上并使它們保持分離，懸浮液中顏料的穩(wěn)定可通過靜電穩(wěn)定或空間位阻穩(wěn)定機制實現(xiàn)。
靜電穩(wěn)定
靜電分散劑帶有離子電荷，它們與顏料顆粒的表面相互作用，產(chǎn)生類似帶電的表面，通常是陽離子，顏料顆粒表面上的這些類似電荷相互排斥并保持顏料處于穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。PH值的變化和離子物質(zhì)的添加會使懸浮在靜電分散劑中的顆粒不穩(wěn)定，在配方中，如果最終應(yīng)用的分散體PH值低于4，則建議使用酸性分散體；如果是堿性分散體，則建議PH值高于7.5。
靜電分散劑帶有離子電荷，它們與顏料顆粒的表面相互作用，產(chǎn)生類似帶電的表面，通常是陽離子，顏料顆粒表面上的這些類似電荷相互排斥并保持顏料處于穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。PH值的變化和離子物質(zhì)的添加會使懸浮在靜電分散劑中的顆粒不穩(wěn)定，在配方中，如果最終應(yīng)用的分散體PH值低于4，則建議使用酸性分散體；如果是堿性分散體，則建議PH值高于7.5。
顏料分散劑的分子通過離子鍵、氫鍵或偶極相互作用附著在顏料表面，并通過靜電力使粒子相互排斥，Zeta電位越接近零，WB分散體就越容易重新凝聚。分散劑可通過陽離子或陰離子分子基團實現(xiàn)靜電穩(wěn)定，如季銨鹽和烷基多胺（陽離子）或聚羧酸和磺化有機物（陰離子）。需要注意的是具有高導(dǎo)電性的顏料可能無法通過靜電穩(wěn)定來穩(wěn)定。
空間位阻穩(wěn)定
空間位阻分散劑由具有錨定頭基團的分子組成，該分子被顏料顆粒和尾部吸引，這些尾部被分散體的液相吸引，頭部基團吸附在顏料表面，尾部從表面向外定向，突出的尾巴使顏料顆粒保持分離和懸浮。空間位阻穩(wěn)定在高鹽濃度和寬PH范圍內(nèi)非常穩(wěn)定。
空間位阻分散劑由具有錨定頭基團的分子組成，該分子被顏料顆粒和尾部吸引，這些尾部被分散體的液相吸引，頭部基團吸附在顏料表面，尾部從表面向外定向，突出的尾巴使顏料顆粒保持分離和懸浮。空間位阻穩(wěn)定在高鹽濃度和寬PH范圍內(nèi)非常穩(wěn)定。
在水性和溶劑型體系中，顏料分散劑錨定基團將粘附在顏料表面，體系的相容性取決于構(gòu)成疏水部分的聚合物的功能段，關(guān)于空間位阻穩(wěn)定，添加劑將在物理上降低顏料顆粒的流動性，從而避免或最大限度地減少絮凝或再團聚，這種類型的穩(wěn)定主要通過非離子分散劑完成。
顏料分散劑在各種工業(yè)和消費品應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用，在許多情況下，顏料是油墨、油漆或涂料配方中最昂貴的成分，顏料分散劑的優(yōu)化確保了配方中顏料在液體介質(zhì)中保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)，從而達到所需的色彩外觀效果和物理性能，同時盡可能少地使用顏料。
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