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颜料表面的处理方式是在颜料颗粒表面吸附酸、碱、盐类或有机化合物。吸附的方式有化学吸附、氢键的建立等。
1. 以表面活性剂处理
无机颜料的颗粒表面，表面活性剂的羧基基团常起主要的作用。因为无机颜料的表面呈碱性或两性，很容易同羧基基团相结合。
碳酸钙的表面处理就是一种酸吸附进行表面处理的典型例子。碳酸钙能吸附脂肪酸，并在其表面形成羧酸盐，常用的脂肪酸为月桂酸(C12)、硬脂酸(C18)或多种脂肪酸的混合物，脂肪酸在碳酸钙表面形成多层次的分子层包膜。碳酸钙微溶于水、月桂酸钙及硬脂酸钙的溶解度就比较小一些，如以月桂酸钠盐溶液处理碳酸钙能在碳酸钙表面形成吸附的月桂酸阴离子及月桂酸钙。
在二氧化钛或氢氧化铝等金属氧化物的表面上吸附羧酸同样也能形成羧酸盐。在二氧化硅等酸性表面上往往同羧酸形成氢键，但这种结合不如与碱性表面结合得更为牢固。因此常在这些带有酸性的表面进行处理时增加多价的阳离子，如常用的有铝盐和钛盐，能形成不溶性的酰类化合物层，使结合更加牢固一些，在处理氧化铁、铬黄及钛白时常采用这种方法。此外，又有直接以Al3+离子处理金属氧化物的表面，吸附后使其表面呈正电荷，再用阴离子表面活性剂处理，可以形成憎水性的产品，易被有机溶剂润湿，在非水介质中就很容易分散。
经过表面处理的颜料，除在涂料的基料中容易分散，能改善涂料的性能以外，在塑料中也能改进混容性，提高塑料的强度。如采用不饱和有机酸处理，在颜料表面留有双键，可在同聚合物结合时，因采用自由基固化而得到加强。同样，如以含有二个羧基团的酸处理时，其中一个羧酸有可能同聚合物的活性基团产生缩合作用。总之，具体可能进行的处理方法是很多的。
2. 吸附碱类的表面处理
碱性的胺类化合物，不论是伯胺、仲胺或季胺均能强烈地吸附在无机颜料的表面，与带酸性的表面可生成加成物。与碱性表面则往往生成氢键，也能形成络合物。经过胺类处理的颜料常能形成憎水亲油的表面，可在非极性介质中具有良好的湿润性和分散性，并能减少吸附的水分。由于用了多基团的有机胺类品种，还可提供接技的基团，使表面处理工艺更加多样化。
常用胺处理来中和在钛白及高岭土上的残余表面酸性。胺醇类也可用于表面处理，例如三乙醇胺用作钛白的表面处理剂，使钛白可用于高固体分，低粘度的水性涂料中，或极性溶剂介质中，并得到良好的分散。
使用得较多的胺类有伯胺、仲胺，C6-C18的脂肪族胺类，也有用多胺化合物。为了更好地吸附胺类，常采用提高颜料表面酸度的措施，例如在处理钛白时先以硫酸或以二氧化硅-氢氧化铝进行预处理，使表面带有酸性或有酸性的Al3+，再进行胺类处理。
具体处理的例子有无机彩色颜料用N-(长链烷基)烷烯双胺双油酸处理，可防止粒子粘结并改善了分散性。以乙二胺的月桂酸盐处理高岭土，或以二乙基胺乙基丙烯酸甲酯盐处理高岭土，可用于不饱和聚酯系统中，也有用油酸铝和乙基二氨基油酸处理高岭土。
3. 吸附中性有机化合物的表面处理
中性化合物也能在颜料表面上形成氢键或发生络合等。不过结合的亲和力不如以上两种方式强。由于中性有机化合物的品种繁多，特进行分类叙述。
(1) 醇类及醚类
蒙脱土能强烈地吸附醇类，也能吸附醚类，不过吸附力稍弱。多醇类的挥发性很低，如三羧甲基丙烷或季戊四醇及环氧乙烷衍生物等常用于钛白的表面处理，通常在钛白以气流粉碎微粉化时加入，可防止颜料重新结块，粘结成大颗粒。多醇类适用于处理钛白，使之易分散于极性介质，但一般中性的多醇类在钛白表面仅能很微弱地吸附，当同醇酸树脂混合时，钛白的表面就能被醇酸树脂所替代。
(2) 醛类、酮类及酯类
这类羰基衍生物能同二氧化硅、氧化铝、钛白表面形成氢键加成物。所以也有用这种化合物作为颜粒表面处理剂。在农业上含有这类化合物的杀虫剂、除草剂能被土壤组分的颗粒表面很好地吸附，从而发挥其作用。其它如腈类、酰胺类、氨基酸类均可在颜料表面吸附，但目前实际用于颜料表面处理尚不多见。
