颜料的稳定分散与防沉
2019/06/14
含颜料的涂料、油墨在储存过程中出现的分层、沉淀，含重颜料——钛白粉的配方，更易出现这
种情况。今以液体白墨的分层和沉淀为例，介绍两个超实用的防沉方法。
白墨的分层和沉淀
液体白墨的主要颜料原材料是钛白粉（一般添加量在20-40%），它的密度高达3.8-4.2g/cm3，是
颜料界的绝对重量级成员。正由于它比重远高于一般液体介质，且比有机颜料大很多，所以相比于色
墨，白墨在储存过程中更容易出现分层和沉淀现象。有些配方中如果含有更难分散的高岭土或碳酸钙
等填料，这一问题则会更加严重。
方法1： 选择颜料稳定性好的分散剂
白墨在储存中出现分层和沉淀现象的原因是TiO2颜料颗粒没有被很好地稳定。颜料颗粒间的范德
华力促使它们相互吸引、重新聚集成更大的颜料附聚体，（重力作用）沉积形成絮凝。
为了实现良好的颜料稳定性，合适的分散剂应当具备克服上述范德华力的能力。这要求分散剂具
备：（1）对颜料表面高亲和力的锚定基团，牢牢地吸附在颜料表面（羟基、羰基或羧基等极性基团对
TiO2的表面具有高亲和力）。（2）一种或多种有效的颜料稳定机制（静电排斥、空间位阻或两者结合
的电位阻）。
静电排斥稳定最适合用于具有高介电电荷的水性配方。 分散剂吸附在颜料表面上并离解成阴离子
和阳离子部分。 这产生了双电层，通过电荷的静电排斥防止颜料絮凝在一起。
空间位阻稳定是通过聚合物侧链来保持颜料颗粒在分散体中稳定。当颜料颗粒靠得更近时，聚合物
侧链限制了它们的运动并降低了体系熵，形成了两个粒子之间的排斥力。空间位阻稳定适合用于水性、
溶剂、UV等体系，但聚合物侧链必须在体系中可溶。 如果它们不溶，可能会塌陷到颜料表面上，导致
絮凝。 另外，中等分子量的聚合物是最佳的。 如果分子量太低，则可能没有足够的效果来稳定颜料。
如果分子量太大，那么在体系中可能是不相容的并导致粘度上升，甚至在低温时会结晶析出。
方法2：添加气硅类流变控制助剂
流变控制助剂——气相法二氧化硅，和沉淀法、凝胶法二氧化硅不同，它的原生粒径更小，能够达
到纳米级（5-50 nm），比表面积大，吸油量也大，主要用于体系的流变控制，比如防沉和增稠。
Aerosil®气相法二氧化硅分散在体系中时，由于它的粒径比较小，可以很好的吸附在颜料上，并通过分
子表面硅羟基之间的氢键作用，形成一个临时的、三维的网状结构，防止体系中的颜料沉淀。但在外力
作用时，这种结构就会被破坏，所以不会影响油墨的流动性。
合适的分散剂和气硅都可以明显改善白墨的分层和沉淀，相对来说使用气硅的成本要低一点，但使
用分散剂不仅可以改善分散效果，还能帮助改善油墨流平、印刷适性等。因此推荐分散剂和气硅两者可
以一起结合使用。
缘禾化学师Willy Ye
文章来源互联网
缘禾(原源禾）化工是德国科思创公司Covestro（原拜耳材料科技），湛新纽佩斯公司，
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拜耳水性固化剂，科思创拜耳溶剂型树脂、科思创拜耳溶剂型固化剂，湛新纽佩斯树脂，
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