分散剂：定义、原理、应用及选型指南

分散剂：定义、原理、应用及选型指南

分散剂是一种重要的化工助剂，在涂料、塑料、油墨等多个领域都有广泛的应用。它能够帮助固体颗粒在液体中保持分散状态，防止凝聚，从而改善产品的性能和稳定性。本文将详细介绍分散剂的工作原理、应用、分类及其使用注意事项。

分散剂

概述

固体涂料研磨时，加入分散剂，有助于颗粒粉碎并阻止已碎颗粒凝聚而保持分散体稳定。不溶于水的油性液体在高剪切力搅拌下，可分散成很小的液珠，停搅拌后，在界面张力的作用下很快分层，而加入分散剂后搅拌，则能形成稳定的乳浊液。其主要作用是降低液-液和固-液间的界面张力。因而分散剂也是表面活性剂。种类有阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型和高分子型。阴离子型用得最多。

工作原理

1. 空间位阻效应

高分子化合物具有较大的分子量，高分子链在介质中充分伸展形成几纳米到几十纳米厚的吸附层，从而产生空间位阻效应。

2. 静电排斥理论

分散剂通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用在农药颗粒界面吸附时，亲水基使颗粒带上负电荷，在分散粒子周围形成扩散双电层，产生电动电势即Zeta电势。当两个带有相同电荷的分散相离子相互靠近时，扩散双电层重叠而产生的静电排斥迫使带电的分散相离子相互分开，阻止了其合并，使悬浮体系保持其分散稳定性。

3. 溶剂化链作用

通过其疏水基对农药颗粒产生齿形吸附，亲水基朝水定向排列与水分子可以形成氢键，从而形成亲水性立体保护膜，该保护膜也进一步保证了离子的分散稳定性。

应用

1. 提升光泽，增加流平效果

有试验表明，完全相同的配方，采用不同的分散剂，得出的漆膜光泽会有明显的差别。例如，在黑色卷材涂料体系中，不同的3种分散剂制得的涂料涂膜的20°光泽分别是69.7%、81.5%、77.1%。如果所采用的分散剂不恰当，颜色絮凝后变粗，其对光泽所起的作用类似于消光粉，自然会影响光泽。

2. 防止浮色发花

防止浮色发花，是大家所熟知的分散剂的作用之一。要防止浮色发花，应该选用合适的分散剂，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。还有些分散剂，是受控絮凝类的分散剂，分子链中含有一些羧基基团，与颜料亲和的同时，还会互相形成氢键，从而使颜料粒子稳定，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，其着色力会明显加强。

4. 降低粘度，增加颜料载入量

采用合适的分散剂，所得的色浆黏度会明显降低。这样可以增加颜料的载入量，提高生产效率。

5. 减少絮凝，增加施工性和使用性

许多人在评估分散剂时，都会做指研试验。如果分散剂搭配不恰当，指研的区域与未指研的区域会产生明显的色差，絮凝后的颜料着色力会下降，这给调色及涂料施工都带来困难。采用流板试验，也能观察到色浆的絮凝与否。

6. 防止返粗，增加贮存稳定性

如果选用不合适的分散剂，色浆发生返粗或因絮凝而产生颜色的变化，都不是大家所希望的。除树脂体系外，分散剂是影响涂料贮存稳定性的重要因素。分散不佳的色浆会发生返粗、沉降及着色力下降。

7. 增加展色性和颜色饱和度

分散剂的这个作用最易为大家所忽略。有实例表明，采用不同的分散剂分散相同的颜料，其色相及饱和度会有明显差别。通常来说，分散得越好，饱和度会越高（如果是碳黑，则是分散得越好，L值越低，黑度越高）。

8. 增加透明度或遮盖力

对于铝粉漆来说，会希望色浆的透明性越高越好。而针对素色漆，又希望色浆的遮盖力越高越好。其实这与颜料粒径有关。有资料显示，除折射率外，颜料粒径分布是透明度的另一重要因素。粒径增加，散射光线能力增强，直到最大值，然后开始下降。这种散射光线的能力增强了颜料的遮盖力，散射能力最强时达到最大，粒径继续增加遮盖力则会下降。而当颜料粒径低于某个值时，随着粒径的下降，透明度会增加。分散剂不能改变颜料本身的特性，但能控制颜料粒径分布，达到更理想的颜色效果。

9. 提高研磨效率，降低生产成本

润湿分散剂的润湿功能使颜料表面的空气和水能更快速地被研磨介质的液体所取代，同时使分散阶段所取得的颜料初级粒子的分离得以保持和控制。这些都提高了研磨效率，降低了能耗和人力成本。

10. 防止沉降

许多人想当然地认为防沉必须依靠防沉剂，其实这是片面的。研磨好的色浆如果产生絮凝，颜料粒子变大，密度增加，就会很快沉降。选用了合适分散剂的色浆可以少加甚至不需要添加防沉剂。笔者曾经做过70%的钛白粉无树脂色浆，其黏度很低（91.1mPa·s，剪切速率为10s-1），未加入任何防沉剂，经过15d的热贮存（40℃）及室温放置3个月，均无任何沉淀产生。分散剂的防沉作用显然对涂料的贮存稳定性也有帮助。

分类

分散剂分为无机粉末和水溶性有机高分子两大类。无机分散剂有钙、镁、钡的碳酸盐、磷酸盐或氢氧化物，主要起机械隔离作用，比较容易用酸洗去，故常用于制聚苯乙烯类透明聚合物。有机分散剂包括明胶、海藻胶、蛋白等天然高分子，甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等纤维素衍生物，部分醇解的聚乙烯醇，马来酸酐与苯乙烯或醋酸乙烯的共聚物的钠盐，聚丙烯酸盐等合成聚合物或共聚物。它们吸附在液滴表面，形成保护膜，同时增加介质粘度，防止两液滴粘结。分散剂的种类和用量对聚合物颗粒的粒径和形态有很大影响。例如氯乙烯进行悬浮聚合时用氯乙烯醇或纤维素衍生物作分散剂可制得疏松型聚氯乙烯，用明胶作分散剂可制得紧密型树脂。

选型指南

维护保养

1. 分散性能好，防止填料粒子之间相互聚集；
2. 与树脂、填料有适当的相容性；热稳定性良好；
3. 成型加工时的流动性好； 不引起颜色飘移；
4. 不影响制品的性能； 无毒、价廉。
5. 分散剂的最佳分散浓度（ODC）为5%。

注意事项

一、加入时必须均匀、匀速并分散地加入,加入的速度不能过快。在PAM加入水中的同时,要有一定压力的清水注入其加入地点,使其在加入水中后立即被稀释和溶解,达到最佳的溶解效果。

二、一般投加是在混合箱中,可以迅速均匀地与浆料混合,达到最理想的分散效果。

三、混合箱中的加入量是根据需要分散的程度来确定，一般是连续加入，用量基本在0.1%～0.3%左右,

四、在混合浆仓中的加入量为0.1%～0.2%左右，加入方式一般是间歇式加入,并且最好在倒料前15min时加入,以避免过长时间的搅拌,而降低其分散效果。