水性涂料油墨色浆SPREAD分散剂的性能检测方法论点作者
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水性涂料油墨、色浆（SPREAD）分散剂的性能检测方法论点 作者：张宇军(君）、TMDD 应用技术工程师， 重庆艾克米技术中心技术工程师
老子言：道法自然，知性必解。这句话告诉我们作为技术工作者和研究者一定要了解材 料性质，遵循材料本身的自然规律“知其性、必其用”。分散剂在我们当前的水性涂料、油 墨、色浆行业至关重要，他直接影响到产品稳定性和功能应用性。在目前中国精细化学品和 水性涂料混乱市场中分散剂产品层出不穷。没有行业标准和产品理化准则，完全是靠涂料、 油墨、 色浆工程师的应用经验来判断。 在本文中我将介绍一种快速选择适合各颜填料的种分 散剂和分散剂-性能测定方法供行业技术工作者和分散剂研究者参考。由于本人能力有限， 还请行业的技术工作者和学者见谅。 如何快速的选择合适的润湿分散剂？ 一、HLB 值法。 什么是 HLB 值？ 答：HLB 值:表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子,表面活性剂分子中亲水基和 亲油基之间的大小和力量平衡程度的量,定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。水性乳液型 工业漆中所选择的润湿分散剂 HLB 值 （亲水亲油平衡值） 与被分散的颜料和填料 HLB 值越匹 配，其分散效果越好。目前市场大多数无机颜料和填料具有较高的 HLB 值（>13），属于亲 水性颜料，一般不加润湿剂（少加），因为加入后反而会使泡沫增加；而目前市场上大多数 有机颜料 HLB 值较低，属亲油性颜料。
1、细度：用细度刮板仪和红外线粒径分布检测仪测试颜料分散的粒径，细度越小，分散效 果越佳。 2、遮盖力：用黑白格板和对比率的方法测试涂料的遮盖力。一般无机颜料分散的越好，遮 盖力越强。如果颜料粒子产生絮凝，会导致颜料粒子在涂膜中分布不均，产生盖底性不匀称 的现象，使遮盖力下降。 3、透明度：有机颜料通常会形成透明漆膜，使用有机颜料的好处是他们与无机颜料混合有 较强的着色力。 当有机颜料分散效果不好时， 会产生絮凝。 这些凝聚体会阻止光线均匀通过， 从而削弱涂膜的透明性。可以采用聚酯膜片，倾倒流涂，观察其透明性和着色力。 4、指研实验：用两种不同的颜料分散色浆，主要是白/有机颜料，混合制板后，待涂膜溶剂 挥发至半干时，用食指在该涂膜上作划圈式研磨直至全干。如果指研区域颜色比涂膜深，有 机颜料絮凝，反之白颜料絮凝。单色也可使用同样的方法，若指研的区域颜色深、光泽高， 也表明颜料絮凝。若观察不到颜色的差别，表明颜料分散是稳定的。除用肉眼观察外，还可 采用色差仪进行指研实验，△E 值越小，表明分散体稳定性越好。
12-14 14-16 14-18 20+ 16-20 12-16 13-15 20+ 16+
其通过分散剂的 HLB 值和颜填料的 HLB 值来判断分散剂与颜填料的分散束率。 就
可以知道选择什么样的的分散剂。这种方法不是唯一可行，但很有用。 例 1：金红石钛白粉含量 ≥98%，吸油值≤20g/100g，颜料 pH 值 6.0-9.0，分散性(黑格曼 数)≥5.50、金红石钛白粉的 HLB 值 16.8.等已知数据我们就可以判定用 HLB 值 16-18 的分 散剂来分散研磨。 例 2：高碳素炭黑 C111 其吸油值 120/100g,颜料 pH 值 2.6-3.0.分散性(黑格曼数)≥25.6， C111 炭黑的 HBL 值在 20-22 等已知数据我们就可以判定用 HLB 值 20+的分散剂来分散研磨。 有一些比较有经验的工程师在研磨高碳素炭黑会添加一些功能性醇胺在里面来提高炭黑的 分散性，其主要目的还是提高炭黑的亲水性。调节炭黑 PH 值来达到分散剂 PH 值临界点，得 到润湿分散剂和炭黑界面平衡。找到共同分散束率。 二、实践应用检测法 一支好的分散剂的分散效果的测试是评价颜料的分散情况，润湿分散剂应用是否准确， 配方设计是否合理。 通过测试评价可以判断分散剂的优劣及配方的取舍。 我们可以通过 应用实验检测数据来判断。这也是当前水性涂料、油墨、色浆技术工程师最有效直接的 方法。他简单明了、实用，缺陷就是时间长。需要 15-45 个工作日才判定产品合格性。 本人在实验工作中总结了以下 7 点。供行业的技术工作者和研究学者参考。
各种颜料的选择分散剂的 HLB 值 颜料名称 立索尔紫红;紫红 BON 甲苯胺红;颜料猩红 联苯胺黄 G;Benzidine Yellow 酞菁绿 立索尔宝红 BK 喹吖啶酮紫 HLB 值 6-8 8-10 9-11 10-12 10-12 11-13
喹吖啶酮; 颜料紫 V19;5 酞菁蓝 普通炭黑（吸油值 80-90） 高碳素炭黑（吸油值 90-105） 金红石钛白粉 普通钛白粉 氧化云铁红 氧化云铁黄 超细白云母粉
5、光泽：光泽强弱可直接地反应出颜料分散效果的好坏。颜料分散的比较好，可以出现近 似清漆的光泽，用 20°角光泽仪测试光泽都应在 90%以上。如果分散不好，颜料产生絮凝， 涂膜的接触性变大，光泽会明显下降，大多数用肉眼都可以直接观察光泽的变化，好会伴随 有雾影出现。 6、颜色强度：涂膜的颜色强度是表明颜料分散效果和稳定性的一个参数，稳定的分散比不 稳定的能提供更好的着色力。可采用聚酯膜片流涂的方法进行观测，也可用色差仪测试△L 值。 7、稳定性测试：这种方法是至关重要的，是决定整个配方取舍的最终试验。一般采用的方 法是在 50℃±2℃的温度下贮存 30 天，然后进行上述各项方法的试验，并与贮存前的数据 作对比，变化越小稳定性越好。 8、分散颜填料的粘度）， 流动性更好或更流畅，随着粒径变化分散束率提高，浆料（颜填料）然后粘度会轻微上升， 基本平缓。这就是颜填料与分散剂的粘度最低点或胶束平衡值。我们的油墨、涂料、色浆制 备技术工程师可以根据这个最低点的粘度，来初步判定分散剂的性能合适度及分散剂用量， 同时确定配方的大概分散剂应用量。我们在实践实验过程中一般用量是粘度最低点的 1.2 到 1.5 倍分散剂应用量。
老子言：道法自然，知性必解。这句话告诉我们作为技术工作者和研究者一定要了解材 料性质，遵循材料本身的自然规律“知其性、必其用”。分散剂在我们当前的水性涂料、油 墨、色浆行业至关重要，他直接影响到产品稳定性和功能应用性。在目前中国精细化学品和 水性涂料混乱市场中分散剂产品层出不穷。没有行业标准和产品理化准则，完全是靠涂料、 油墨、 色浆工程师的应用经验来判断。 在本文中我将介绍一种快速选择适合各颜填料的种分 散剂和分散剂-性能测定方法供行业技术工作者和分散剂研究者参考。由于本人能力有限， 还请行业的技术工作者和学者见谅。 如何快速的选择合适的润湿分散剂？ 一、HLB 值法。 什么是 HLB 值？ 答：HLB 值:表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子,表面活性剂分子中亲水基和 亲油基之间的大小和力量平衡程度的量,定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。水性乳液型 工业漆中所选择的润湿分散剂 HLB 值 （亲水亲油平衡值） 与被分散的颜料和填料 HLB 值越匹 配，其分散效果越好。目前市场大多数无机颜料和填料具有较高的 HLB 值（>13），属于亲 水性颜料，一般不加润湿剂（少加），因为加入后反而会使泡沫增加；而目前市场上大多数 有机颜料 HLB 值较低，属亲油性颜料。
1、细度：用细度刮板仪和红外线粒径分布检测仪测试颜料分散的粒径，细度越小，分散效 果越佳。 2、遮盖力：用黑白格板和对比率的方法测试涂料的遮盖力。一般无机颜料分散的越好，遮 盖力越强。如果颜料粒子产生絮凝，会导致颜料粒子在涂膜中分布不均，产生盖底性不匀称 的现象，使遮盖力下降。 3、透明度：有机颜料通常会形成透明漆膜，使用有机颜料的好处是他们与无机颜料混合有 较强的着色力。 当有机颜料分散效果不好时， 会产生絮凝。 这些凝聚体会阻止光线均匀通过， 从而削弱涂膜的透明性。可以采用聚酯膜片，倾倒流涂，观察其透明性和着色力。 4、指研实验：用两种不同的颜料分散色浆，主要是白/有机颜料，混合制板后，待涂膜溶剂 挥发至半干时，用食指在该涂膜上作划圈式研磨直至全干。如果指研区域颜色比涂膜深，有 机颜料絮凝，反之白颜料絮凝。单色也可使用同样的方法，若指研的区域颜色深、光泽高， 也表明颜料絮凝。若观察不到颜色的差别，表明颜料分散是稳定的。除用肉眼观察外，还可 采用色差仪进行指研实验，△E 值越小，表明分散体稳定性越好。
12-14 14-16 14-18 20+ 16-20 12-16 13-15 20+ 16+
其通过分散剂的 HLB 值和颜填料的 HLB 值来判断分散剂与颜填料的分散束率。 就
可以知道选择什么样的的分散剂。这种方法不是唯一可行，但很有用。 例 1：金红石钛白粉含量 ≥98%，吸油值≤20g/100g，颜料 pH 值 6.0-9.0，分散性(黑格曼 数)≥5.50、金红石钛白粉的 HLB 值 16.8.等已知数据我们就可以判定用 HLB 值 16-18 的分 散剂来分散研磨。 例 2：高碳素炭黑 C111 其吸油值 120/100g,颜料 pH 值 2.6-3.0.分散性(黑格曼数)≥25.6， C111 炭黑的 HBL 值在 20-22 等已知数据我们就可以判定用 HLB 值 20+的分散剂来分散研磨。 有一些比较有经验的工程师在研磨高碳素炭黑会添加一些功能性醇胺在里面来提高炭黑的 分散性，其主要目的还是提高炭黑的亲水性。调节炭黑 PH 值来达到分散剂 PH 值临界点，得 到润湿分散剂和炭黑界面平衡。找到共同分散束率。 二、实践应用检测法 一支好的分散剂的分散效果的测试是评价颜料的分散情况，润湿分散剂应用是否准确， 配方设计是否合理。 通过测试评价可以判断分散剂的优劣及配方的取舍。 我们可以通过 应用实验检测数据来判断。这也是当前水性涂料、油墨、色浆技术工程师最有效直接的 方法。他简单明了、实用，缺陷就是时间长。需要 15-45 个工作日才判定产品合格性。 本人在实验工作中总结了以下 7 点。供行业的技术工作者和研究学者参考。
各种颜料的选择分散剂的 HLB 值 颜料名称 立索尔紫红;紫红 BON 甲苯胺红;颜料猩红 联苯胺黄 G;Benzidine Yellow 酞菁绿 立索尔宝红 BK 喹吖啶酮紫 HLB 值 6-8 8-10 9-11 10-12 10-12 11-13
喹吖啶酮; 颜料紫 V19;5 酞菁蓝 普通炭黑（吸油值 80-90） 高碳素炭黑（吸油值 90-105） 金红石钛白粉 普通钛白粉 氧化云铁红 氧化云铁黄 超细白云母粉
5、光泽：光泽强弱可直接地反应出颜料分散效果的好坏。颜料分散的比较好，可以出现近 似清漆的光泽，用 20°角光泽仪测试光泽都应在 90%以上。如果分散不好，颜料产生絮凝， 涂膜的接触性变大，光泽会明显下降，大多数用肉眼都可以直接观察光泽的变化，好会伴随 有雾影出现。 6、颜色强度：涂膜的颜色强度是表明颜料分散效果和稳定性的一个参数，稳定的分散比不 稳定的能提供更好的着色力。可采用聚酯膜片流涂的方法进行观测，也可用色差仪测试△L 值。 7、稳定性测试：这种方法是至关重要的，是决定整个配方取舍的最终试验。一般采用的方 法是在 50℃±2℃的温度下贮存 30 天，然后进行上述各项方法的试验，并与贮存前的数据 作对比，变化越小稳定性越好。 8、分散颜填料的粘度）， 流动性更好或更流畅，随着粒径变化分散束率提高，浆料（颜填料）然后粘度会轻微上升， 基本平缓。这就是颜填料与分散剂的粘度最低点或胶束平衡值。我们的油墨、涂料、色浆制 备技术工程师可以根据这个最低点的粘度，来初步判定分散剂的性能合适度及分散剂用量， 同时确定配方的大概分散剂应用量。我们在实践实验过程中一般用量是粘度最低点的 1.2 到 1.5 倍分散剂应用量。