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一、術語和定義

 

涂料分散性，是指涂料中顏料、填料等固體顆粒能夠均勻分散在連續(xù)相（通常是液體）中，保持長期穩(wěn)定而不發(fā)生沉降、絮凝等現(xiàn)象的能力。良好的分散性對于涂料的性能至關重要，包括提高涂膜的均勻性、遮蓋力、光澤和儲存穩(wěn)定性等。

 

 

二、相關標準

 

GB/T 21867.1-2008《顏料和體質(zhì)顏料 分散性的評定方法 第1部分:由著色顏料的著色力變化進行評定》

 

GB/T 21867.2-2008《顏料和體質(zhì)顏料 分散性的評定方法 第2部分:由研磨細度的變化進行評定》

 

GB/T 21867.3-2008《顏料和體質(zhì)顏料 分散性的評定方法 第3部分:由光澤的變化進行評定》

 

GB/T 21868.1-2008《顏料和體質(zhì)顏料 評定分散性用的分散方法 第1部分:總則》

 

GB/T 21868.2-2008《顏料和體質(zhì)顏料 評定分散性用的分散方法 第2部分:用振蕩磨分散》

 

GB/T 21868.3-2008《顏料和體質(zhì)顏料 評定分散性用的分散方法 第3部分:用高速攪拌機分散》

 

GB/T 21868.4-2008《顏料和體質(zhì)顏料 評定分散性用的分散方法 第4部分:用砂磨分散》

 

GB/T 21868.5-2008《顏料和體質(zhì)顏料 評定分散性用的分散方法 第5部分:用自動平磨機分散》

 

GB/T 21868.6-2008《顏料和體質(zhì)顏料 評定分散性用的分散方法 第6部分:用三輥磨分散》

 

GB/T 21089.1-2007《建筑涂料水性助劑應用性能試驗方法 第1部分:分散劑、消泡劑和增稠劑》

 

HG/T 5066-2016《水性涂料用分散劑》

 

三、評價涂料分散性的方法

 

評價涂料的分散性需要結(jié)合物理觀察、儀器分析和實際應用測試。

 

1. 目視觀察法

濕膜觀察：將涂料涂布在玻璃板或黑白對比卡紙上，觀察濕膜表面是否均勻、有無顆?；蛐跄?。

 

干膜觀察：干燥后檢查涂層表面光澤度、顏色均一性及是否存在顆粒、粉化、發(fā)花、浮色等問題。

 

稀釋測試：將涂料稀釋后觀察是否出現(xiàn)沉淀或絮凝，分散性差的涂料會迅速分層。

 

2. 粒徑分析

激光粒度儀：測量顏料或填料顆粒的粒徑分布，分散性好的涂料顆粒分布窄，D50（中值粒徑）和D90（90%顆粒的粒徑）較小。

 

電子顯微鏡（SEM/TEM）：直接觀察顆粒形貌及分散狀態(tài)，判斷是否團聚。

 

刮板細度計（Hegman細度計）：快速檢測涂料中最大顆粒的粒徑，細度值越小，分散性越好。

 

3. 流變學測試

黏度測試：使用旋轉(zhuǎn)黏度計或斯托默黏度計測量涂料黏度，分散性差的涂料可能出現(xiàn)觸變性異常（如假塑性或脹流性）。

 

觸變指數(shù)：通過高低剪切速率下的黏度比值評估顆粒分散穩(wěn)定性，觸變指數(shù)高可能表明顆粒易絮凝。

 

4. 穩(wěn)定性測試

儲存穩(wěn)定性：將涂料在高溫（如50 ℃）或低溫條件下儲存一定時間，觀察是否分層、沉淀或黏度變化。

 

離心加速測試：通過離心機加速沉降，計算沉降速率或殘留固體量，分散性好的涂料沉降慢。

 

電化學穩(wěn)定性：測量Zeta電位，電位絕對值高（>±30 mV）表明顆粒間排斥力強，分散體系穩(wěn)定。

 

5. 顏色與光學性能測試

色差儀：測量涂料干燥后的色差（ΔE），分散性差會導致顏色不均勻。

 

光澤度計：分散性好的涂料表面光滑，光澤度更高（如60°角測量）。

 

透明度/遮蓋力測試：分散不良的涂料可能因顆粒團聚導致遮蓋力下降或透明度不均。

 

6. 應用案例對比

參比樣法：與已知分散性良好的同類涂料對比，評估顏色、細度、穩(wěn)定性等指標。

 

動態(tài)分散測試：在分散過程中實時監(jiān)測功率消耗，分散完全時功率曲線趨于平穩(wěn)。

 

四、分散劑的種類和原理

 

分散劑的種類包括陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性型、高分子型等。

類型	特點和應用	示例
陰離子型	親水基帶負電荷，適用于水性涂料與油墨；通過電荷斥力穩(wěn)定分散體系。	羧酸鹽（如油酸鈉）、磺酸鹽、硫酸酯鹽
陽離子型	親水基帶正電荷，對炭黑、氧化鐵分散效果顯著；需注意與樹脂的化學兼容性。	季銨鹽、胺鹽類
非離子型	不帶電荷，依賴空間位阻穩(wěn)定體系；常用于水性涂料輔助潤濕。	聚乙二醇、纖維素衍生物（如羥 丙基甲基纖維素）
兩性型	同時含陰、陽離子基團，適用于復雜體系；需控制酸值以避免影響附著力。	磷酸酯鹽型高分子聚合物
高分子型	通過錨定基團與顏料表面結(jié)合，提供長效穩(wěn)定性；廣泛應用于高要求工業(yè)涂料。	聚丙烯酸酯、聚氨酯分散劑

 

五、分散劑在涂料中的作用

 

提高顏填料含量：水性涂料配方中，當顏填料的含量增加，打漿時粒子的相互碰撞也會相應增加，降低了分散的動能，使得漿料黏度增高，也增高了能耗。加入分散劑，可以分散更高的顏填料含量，使粒子破碎更加迅速，同時防止研磨過程中的黏度升高。這樣一方面可以分散更高的顏填料含量，一方面縮短分散時間，減少能耗。

 

提高涂料光澤：涂料里面包含的顆粒粒徑越小，光澤度越高。涂料中的大顆粒，要么沒法有效分散，要么絮凝，或者在配制過程中發(fā)生刺激起晶。聚合物分散劑可以避免由于絮凝而形成的大顆粒，改善涂膜。

 

提高涂料遮蓋力：光在表面反射和通過的數(shù)量決定涂料的遮蓋力，顏料種類及分散程度對此有影響。對于白漆，聚合物分散劑的添加可以減少鈦白粉等顏填料團聚、降低粒徑以提高表面積，可以進一步提高遮蓋力。

 

提高色漆的中色漿的著色力：對于色漆，聚合物分散劑的加入可以降低顏料的平均粒徑以提高著色強度。分散劑使更細小的粒子碰撞穩(wěn)定性增加，不絮凝，從而充分發(fā)揮其內(nèi)在的著色強度。

 

防止浮色發(fā)花：在制漆，藍、黑色漆容易浮色發(fā)花。這是因為如果沒有良好潤濕，這兩種顏色粒子的密度、粒徑、運動速度與鈦白粉相差的很大，一種顏料因重力下沉另一種上浮導致浮色發(fā)花。如果兩種粒子都潤濕良好，粒子的無規(guī)則運動會使得涂料趨于均一化，涂料浮色發(fā)花的現(xiàn)象將得到改善。

 

改善涂料流平性：流平性是涂料在特定表面擴散的能力。裝飾涂料的刷痕通常就是由流平性不足造成的。涂料的流平性能很大程度受顏填料影響。顏填料引入體系后，顆粒受化學鍵和物理相互作用影響，體系不穩(wěn)定，非常容易產(chǎn)生觸變性和假塑性，影響涂料流平性能。當加入分散劑后，由于顏料顆粒在聚合物分散劑作用下更加穩(wěn)定，流平性提高。

 

防止絮凝：顏填料粒子絮凝的原因很多，一般比表面積大的，粒徑小的顏料更易發(fā)生絮凝。分散劑一方面使兩種顏料粒子的表面所帶的電荷不相同，使粒子相互排斥；另一方面通過吸附在顏料粒子表面上的飽和吸附層，將一定量的顏料粒子連接起來，控制絮凝。

 

防止沉降：分散劑防止沉降的原理與上相同。比表面積小的，粒徑大的顏料容易沉降。分散劑通過電荷作用和空間位阻作用，使顏填料顆粒不絮凝，將其粒徑控制在一定范圍內(nèi)，可以防止顏填料沉降，有利于涂料的保存。

 

評價涂料分散性，需要綜合考慮物理化學性質(zhì)的直接測量和涂料應用性能的間接反饋，確保分散過程中的每一步都達到最佳狀態(tài)。選擇合適的分散劑并優(yōu)化分散工藝，可以有效提高涂料的分散性和最終性能。