涂易樂助劑在炭黑顏料分散中的應(yīng)用指南

涂易樂?助劑在炭黑顏料分散中的

應(yīng)用指南與實(shí)踐

——表面活性劑、分散劑與消泡劑的協(xié)同解決方案

一、炭黑分散的核心挑戰(zhàn)

炭黑是涂料、油墨行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的黑色顏料之一，以其優(yōu)異的著色力、遮蓋力和耐候性著稱。然而，炭黑同時(shí)也是公認(rèn)的最難分散的顏料之一。這主要源于炭黑的三個(gè)本質(zhì)特性：

1. 原始粒徑小、比表面積大——炭黑的原始粒徑通常在10-100nm范圍內(nèi)，比表面積可達(dá)數(shù)十至數(shù)百m2/g。極大的比表面積意味著粒子間存在強(qiáng)烈的范德華力吸引力，極易形成團(tuán)聚體。

2. 結(jié)構(gòu)（DBP吸油值）影響顯著——炭黑的二次凝聚體結(jié)構(gòu)是初次顆粒融合形成的枝鏈結(jié)構(gòu)。DBP值表征了炭黑的聚集程度。低結(jié)構(gòu)炭黑（DBP值低）粒子粒徑較小，解絮凝過程中很難分散到接近原生粒徑，分散難度更大；高結(jié)構(gòu)炭黑則相對(duì)容易分散。

3. 表面化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜——炭黑表面的pH值及揮發(fā)份（表面基團(tuán)如羧基、羥基等）會(huì)顯著影響分散行為。酸性炭黑與堿性炭黑在分散劑選擇上有著不同的要求。

炭黑分散過程的成功與否，不僅取決于炭黑本身的特性，還受到配方設(shè)計(jì)（基料、溶劑、樹脂的選擇）和分散設(shè)備的正確選用等關(guān)鍵因素的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，選擇合適的助劑體系（潤(rùn)濕劑、分散劑、消泡劑）并科學(xué)搭配使用，是攻克炭黑分散難題的根本途徑。

二、炭黑分散過程與助劑作用機(jī)理

炭黑在水性體系中的分散過程可以分為三個(gè)關(guān)鍵階段，每個(gè)階段都需要不同類型的助劑發(fā)揮其特定功能：

2.1 第一階段：解絮凝（潤(rùn)濕）

炭黑粉體在加入水性介質(zhì)時(shí)，由于極強(qiáng)的團(tuán)聚傾向，粒子間緊密堆積形成絮凝體。解絮凝過程的核心是讓分散介質(zhì)（水）取代粒子間的空氣，滲入絮凝體內(nèi)部，使粒子被潤(rùn)濕并初步分離。

根據(jù)潤(rùn)濕的熱力學(xué)原理，降低分散介質(zhì)的表面張力有利于粉體的潤(rùn)濕。表面活性劑（潤(rùn)濕劑）的加入能夠顯著降低水的表面張力，加速潤(rùn)濕過程，同時(shí)降低新生粒子表面的自由能，為后續(xù)分散劑的穩(wěn)固分散奠定基礎(chǔ)。

涂易樂?系列炔二醇表面活性劑（FS-204系列、FS-600系列、Superwet 300系列）正是基于這一原理設(shè)計(jì)的解絮凝助劑。它們能快速降低水的表面張力，促進(jìn)炭黑粉體的潤(rùn)濕與初步解絮凝，是炭黑分散過程中的“先鋒部隊(duì)”。

2.2 第二階段：分散與穩(wěn)定

經(jīng)過潤(rùn)濕解絮凝后，炭黑粒子雖已初步分離，但由于粒子間仍存在強(qiáng)烈的相互吸引力，若不加以穩(wěn)固，粒子會(huì)迅速重新聚集（返粗）。分散劑的作用正是通過在顏料粒子表面形成牢固的吸附層，提供空間位阻效應(yīng)或靜電穩(wěn)定效應(yīng)，防止粒子重新聚集。

涂易樂?分散劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循“錨固-穩(wěn)定”原則：多種錨固基團(tuán)及顏料親和鏈段緊貼顏料表面，形成牢固的錨定吸附；水溶性鏈段舒展在水分散介質(zhì)中，提供良好的空間位阻效應(yīng)，從而有效防止炭黑粒子返粗和沉降。

2.3 第三階段：泡沫控制

炭黑研磨分散過程中，由于潤(rùn)濕劑和分散劑均為表面活性物質(zhì)，極易在研磨剪切作用下產(chǎn)生大量泡沫。泡沫不僅降低研磨效率、影響色漿的體積計(jì)量準(zhǔn)確性，還可能導(dǎo)致色漿中出現(xiàn)氣泡缺陷，影響最終涂膜外觀。因此，消泡劑是炭黑分散助劑體系中不可或缺的一員。

涂易樂?消泡劑（Foamic 021、Foamic 024）和控泡助劑（DF-110B）能夠有效消除研磨過程中產(chǎn)生的泡沫，保障研磨效率和色漿質(zhì)量。

三、涂易樂?炭黑分散助劑產(chǎn)品推薦體系

根據(jù)炭黑的不同類型和應(yīng)用場(chǎng)景，涂易樂?提供了一套完整的助劑推薦體系，涵蓋解絮凝助劑（表面活性劑）、分散劑和消泡劑三大類別。以下為詳細(xì)的產(chǎn)品推薦矩陣。

3.1 解絮凝助劑（表面活性劑）推薦

解絮凝助劑用于炭黑研磨前的潤(rùn)濕與初步解絮凝，降低水的表面張力，加速粉體潤(rùn)濕。根據(jù)炭黑的酸堿性不同，推薦如下：

注：FS-204X系列為炔二醇類表面活性劑，兼具抑泡和促進(jìn)流動(dòng)流平功能；FS-600系列為改性炔二醇產(chǎn)品，潤(rùn)濕性能更優(yōu)；Superwet 300系列為超級(jí)潤(rùn)濕劑，適用于對(duì)潤(rùn)濕速度有極高要求的場(chǎng)景。由于分散劑及炭黑類型差異，解絮凝助劑的選擇及加入量需根據(jù)實(shí)際研磨工藝確定。

3.2 分散劑推薦

涂易樂?分散劑系列專為水性體系炭黑分散設(shè)計(jì)，涵蓋從通用型到炭黑專用型的多款產(chǎn)品。以下為各分散劑在炭黑分散中的推薦矩陣及核心參數(shù)：

*炭黑添加量：分散劑固體份占顏料質(zhì)量的百分比（無(wú)樹脂色漿制備場(chǎng)景）?！铩铩铩锾貏e推薦 ★★★推薦 ★★一般推薦

注：此推薦基于實(shí)驗(yàn)室條件得出，具體客戶應(yīng)用需根據(jù)實(shí)際炭黑類型、配方體系及研磨工藝做出調(diào)整。

3.3 消泡劑與控泡助劑推薦

炭黑研磨過程中因潤(rùn)濕劑和分散劑的表面活性作用極易產(chǎn)生泡沫，消泡劑是保障研磨效率和色漿質(zhì)量的關(guān)鍵助劑。涂易樂?推薦以下消泡與控泡方案：

建議：消泡劑在研磨前最后加入，避免過早加入被研磨剪切破壞。Foamic 021適用于對(duì)消泡要求更高的場(chǎng)景（如高剪切研磨、色漿灌裝），F(xiàn)oamic 024適用于通用消泡需求。DF-110B控泡助劑可與消泡劑配合使用，從源頭減少泡沫產(chǎn)生。

四、炭黑分散劑產(chǎn)品詳解

以下對(duì)涂易樂?各款適用于炭黑分散的分散劑產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)介紹，幫助用戶根據(jù)自身需求選擇最合適的產(chǎn)品。

4.1 涂易樂?DS-260——炭黑專長(zhǎng)型高效研磨分散劑

DS-260是涂易樂?分散劑系列中對(duì)炭黑分散最具專長(zhǎng)的一款產(chǎn)品。其化學(xué)成分為聚苯乙烯-馬來(lái)酸酐聚合物的胺烷羥基加成物溶液，不揮發(fā)份40%，外觀為黃棕色半透明液體。

核心優(yōu)勢(shì)：

? 炭黑專長(zhǎng)：分子結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化，能強(qiáng)力吸附在炭黑粒子表面，形成有效的空間位阻層，是制備高濃縮炭黑色漿的首選分散劑。 ? 高效降粘：顯著降低高顏料含量研磨體系的粘度，提高研磨效率，改善色漿展色性。 ? 卓越穩(wěn)定：有效防止顏料返粗和沉降，保證高濃度色漿的長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性。 ? 推薦搭配：潤(rùn)濕劑FS-204E + 消泡劑Foamic 021，構(gòu)成炭黑分散的最優(yōu)助劑組合。

炭黑色漿建議用量（分散劑固體份占顏料量百分比）：20%-50%。適用于高性能工業(yè)涂料、通用色漿生產(chǎn)、高檔水性油墨等領(lǐng)域。

4.2 涂易樂?DS-298——高濃度色漿專用研磨分散劑

DS-298是涂易樂?專為高濃度色漿分散穩(wěn)定性而研發(fā)的高效研磨分散劑，尤其擅長(zhǎng)炭黑等高比表面積顏料的處理?；瘜W(xué)成分同樣為聚苯乙烯-馬來(lái)酸酐聚合物的胺烷羥基加成物溶液，不揮發(fā)份40%，外觀為黃色半透明液體。

核心優(yōu)勢(shì)：

? 高濃度專長(zhǎng)：專為高濃度色漿場(chǎng)景設(shè)計(jì)，對(duì)炭黑顏料展現(xiàn)出非凡的分散效果，能充分發(fā)揮其著色潛力。 ? 卓越穩(wěn)定性：提供強(qiáng)大的空間位阻效應(yīng)，確保高濃度色漿具備優(yōu)異的熱儲(chǔ)與儲(chǔ)存穩(wěn)定性。 ? 推薦搭配：潤(rùn)濕劑FS-204E + 消泡劑Foamic 021。

炭黑色漿建議用量（分散劑固體份占顏料量百分比）：20%-50%。適用于高性能工業(yè)涂料、通用色漿、高檔水性油墨及炭黑顏料高效處理等場(chǎng)景。

4.3 涂易樂?DS-2026——無(wú)樹脂色漿潤(rùn)濕分散劑（炭黑全覆蓋）

DS-2026是一款專為水性體系無(wú)樹脂色漿制備而研發(fā)的高效潤(rùn)濕分散劑，特別針對(duì)各類色素炭黑（低、中、高色素）的研磨分散進(jìn)行了優(yōu)化?；瘜W(xué)組成為改性聚苯乙烯馬來(lái)酸酐聚合物及聚醚酯的表面活性劑水溶液，不揮發(fā)份55%，外觀為淺黃至黃色透明液體。

核心優(yōu)勢(shì)：

? 炭黑全覆蓋：對(duì)低色素、中色素、高色素炭黑均有優(yōu)異效果，是唯一能從低色素到高色素炭黑全覆蓋的分散劑產(chǎn)品。 ? 添加量范圍寬：根據(jù)炭黑比表面積差異，提供從20%到200%的靈活添加量范圍，適應(yīng)不同色素等級(jí)的炭黑需求。 ? 無(wú)樹脂體系專長(zhǎng)：即使在無(wú)樹脂環(huán)境下也能獨(dú)立、有效地防止顏料粒子重新聚集，色漿通用性更強(qiáng)。 ? 改善展色性：有效降低浮色發(fā)花問題，提升最終產(chǎn)品的顏色表現(xiàn)力。

注：高色素炭黑比表面積最大，需要更多分散劑分子才能完全包覆其表面，因此添加比例最高。具體用量需根據(jù)具體配方和工藝通過梯度實(shí)驗(yàn)確定。

4.4 涂易樂?DS-255與DS-258——高效研磨與通用分散劑

DS-255DS-258是涂易樂?分散劑系列中的兩款經(jīng)典產(chǎn)品，均以聚苯乙烯-馬來(lái)酸酐聚合物的胺烷羥基加成物溶液為化學(xué)成分，不揮發(fā)份40%，外觀為琥珀色半透明液體。兩者在炭黑分散中均表現(xiàn)良好，但在定位上各有側(cè)重：

? DS-255側(cè)重高效研磨與熱儲(chǔ)穩(wěn)定性，尤其適用于制備高濃度色漿。對(duì)鈦白粉、炭黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠及有機(jī)紅等多種顏料均展現(xiàn)優(yōu)異性能。推薦搭配潤(rùn)濕劑LFS-1907 + 消泡劑Foamic 021。 ? DS-258側(cè)重通用性，一款產(chǎn)品可覆蓋鈦白粉、炭黑、鐵系顏料及多種有機(jī)顏料的分散需求，簡(jiǎn)化采購(gòu)與庫(kù)存管理，降低綜合成本。推薦搭配潤(rùn)濕劑FS-204E + 消泡劑Foamic 024。

炭黑色漿建議用量（分散劑固體份占顏料量百分比）：兩者均為20%-50%。

五、炭黑分散助劑協(xié)同使用方案

炭黑分散的成功不僅取決于單款助劑的選擇，更取決于潤(rùn)濕劑、分散劑和消泡劑的科學(xué)搭配與正確添加順序。涂易樂?基于多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為不同應(yīng)用場(chǎng)景提供以下協(xié)同使用方案：

5.1 方案一：高濃縮炭黑色漿制備（推薦組合）

適用場(chǎng)景：水性工業(yè)涂料、油墨體系中高濃度炭黑色漿的制備，追求高著色力和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

5.2 方案二：無(wú)樹脂炭黑色漿制備

適用場(chǎng)景：通用調(diào)色色漿制備，色漿不含樹脂，需與多種基礎(chǔ)漆配伍，追求色漿通用性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

5.3 關(guān)鍵操作：正確的添加順序

添加順序是發(fā)揮助劑協(xié)同作用的關(guān)鍵。錯(cuò)誤的添加順序可能導(dǎo)致顏料先發(fā)生不可逆團(tuán)聚，再加入分散劑也難以完全解聚，嚴(yán)重影響分散效率。涂易樂?推薦的標(biāo)準(zhǔn)化添加順序如下：

4. 先將分散劑加入水中，攪拌溶解完全，使分散劑分子在水相中充分預(yù)分散和活化。

5. 加入潤(rùn)濕劑（FS-204E、FS-600等），進(jìn)一步降低水的表面張力，加速后續(xù)顏料的潤(rùn)濕。

6. 加入消泡劑（Foamic 021/024），在研磨前最后加入，避免過早加入被研磨剪切破壞。

7. 投入炭黑顏料粉體，開始研磨分散。此時(shí)分散劑能立即、均勻地吸附到每個(gè)顏料粒子表面，實(shí)現(xiàn)最佳的潤(rùn)濕和分離效果。

標(biāo)準(zhǔn)添加順序口訣：分散劑 → 潤(rùn)濕劑 → 消泡劑 → 顏料

六、不同色素炭黑的助劑選擇策略

炭黑按色素等級(jí)可分為低色素、中色素和高色素三大類，其比表面積和分散難度差異巨大。以下為不同色素炭黑的助劑選擇策略：

6.1 低色素炭黑（如燈黑）

低色素炭黑粒徑較大，比表面積相對(duì)較小，分散難度相對(duì)較低。推薦使用DS-258或DS-2026（添加量20-30%），搭配FS-204系列潤(rùn)濕劑和Foamic 024消泡劑。對(duì)于有樹脂體系中的直接研磨，DS-255也是不錯(cuò)的選擇。

6.2 中色素炭黑（如MA100等）

中色素炭黑是應(yīng)用最廣泛的炭黑類型，分散難度中等。推薦使用DS-260或DS-298（添加量20-50%），搭配FS-204E或FS-600潤(rùn)濕劑和Foamic 021消泡劑。對(duì)于無(wú)樹脂色漿制備，DS-2026（添加量30-50%）也是理想選擇。注意區(qū)分酸性炭黑與堿性炭黑，酸性炭黑推薦搭配DS-260/DS-298，堿性炭黑同樣適用。

6.3 高色素炭黑（如高黑度爐黑）

高色素炭黑粒徑最小，比表面積最大，是公認(rèn)最難分散的顏料之一。推薦首選DS-2026（添加量50-200%），該產(chǎn)品專為各類色素炭黑優(yōu)化，對(duì)高色素炭黑具有出色的分散效果。搭配Superwet 300系列超級(jí)潤(rùn)濕劑和Foamic 021消泡劑。對(duì)于極端難分散的高色素炭黑，也可考慮DS-260或DS-298在高添加量下使用。

七、常見問題與實(shí)用建議

7.1 炭黑色漿儲(chǔ)存后出現(xiàn)輕微沉降是否正常？

對(duì)于高濃度炭黑色漿，靜置后出現(xiàn)輕微、松軟的沉降是正常物理現(xiàn)象，并非分散失效的表現(xiàn)。只需在使用前通過機(jī)械攪拌即可輕易重新分散均勻。涂易樂?分散劑的核心作用是防止顏料形成堅(jiān)硬的、無(wú)法再分散的硬底。若沉降松散易攪起，則表明分散劑的穩(wěn)定作用良好。若對(duì)開罐效果有更高要求，可在配方中適量添加防沉助劑。

7.2 如何確定分散劑的最佳添加量？

最佳添加量取決于炭黑的具體品種、目標(biāo)顏料濃度以及所需的色漿性能。建議從推薦用量范圍的中間值開始進(jìn)行梯度實(shí)驗(yàn)，通過檢測(cè)研磨后的細(xì)度、粘度、著色力以及儲(chǔ)存后的穩(wěn)定性來(lái)確定最佳經(jīng)濟(jì)用量。用量不足可能導(dǎo)致分散不充分，過量則可能影響漆膜性能和成本效益。

7.3 分散劑能否與其它助劑協(xié)同使用？

可以，并且強(qiáng)烈推薦協(xié)同使用。為了達(dá)到最佳效果，應(yīng)搭配涂易樂?潤(rùn)濕劑（FS-204E、FS-600等）以加速顏料潤(rùn)濕；同時(shí)添加涂易樂?消泡劑（Foamic 021/024）以消除研磨過程中產(chǎn)生的泡沫。在炭黑等體系中，有時(shí)還可添加中和劑（如AMP-95）調(diào)節(jié)體系pH值，增強(qiáng)分散穩(wěn)定性。關(guān)鍵在于遵循正確的添加順序：分散劑 → 潤(rùn)濕劑 → 消泡劑 → 顏料。

7.4 為何強(qiáng)調(diào)“必須先于粉體加入水中”？

這一操作順序至關(guān)重要，目的是確保分散劑分子在水相中充分均勻分布。當(dāng)顏料加入時(shí)，分散劑能立即、均勻地吸附到每個(gè)顏料粒子表面，實(shí)現(xiàn)最佳的潤(rùn)濕和分散效果。如果順序顛倒（先加顏料后加分散劑），顏料顆?？赡芤寻l(fā)生不可逆的團(tuán)聚，再加入分散劑則難以完全打開這些團(tuán)聚體，從而影響最終分散效率和色漿穩(wěn)定性。

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