颜料分散剂是具有一定表面活性的阴离子聚电解质,故能自发地移向表面。它具有合适的相对分子质量,以使之形成较厚的界面层而稳定分散,同时又不移动太慢,以适应工艺要求。
首先,乳胶漆分散剂是高分子聚合物的水分散体与颜填料水分散体的混合物。要使颜填料均匀地和乳液混合在一起必须经过润湿、分散、稳定3个相互协同的过程,即润湿分散机理。
润湿:以润湿剂、分散剂对颜填料的气固界面进行液固界面转换。
分散:通过高速分散机、砂磨机等机械设备做功剪切颜料颗粒,使颗粒由聚集体和附集体分散为原级粒子。
稳定:原级粒子表面被润湿剂、分散剂吸附其上,以双电层、位阻等作用使原级粒子表面带有同种电荷相互排斥而稳定化。
颜料分散剂对带正电荷的表面,是以负离子与之中和而吸附。而颜填料表面的电荷,尤其是金属氧化物在水中有一个等电点(不带电荷),所以分散介质的pH 与等电点要尽可能远离,以提高吸附密度。对带负电荷的表面,是先以分散介质中的碱金属阳离子(移动快速)补偿而屏蔽后,随即以亲油基借助亲油缔合作用而吸附。因而提高分散介质中的碱金属阳离子浓度可增大吸附密度。这就是常用的添加聚磷酸钾的配方。对中性表面则以亲油基与之作亲油缔合而吸附,这些吸附着的颜料分散剂以离解基团伸向本体,以电荷相斥和空间屏蔽作用将颜填料颗粒分散于介质中。
分散剂主要分为:无机类、有机类和高分子类。六偏磷酸钠,三聚磷酸钠等磷系分散剂由于缺少电荷性,正在逐步淡出。
有机类主要是非离子型表面活性剂,如聚氧乙烯烷基苯基醚。高分子类有聚(甲基)丙烯酸类钠(铵)盐、马来酸酐与二异丁烯共聚物的钠(铵)盐水溶液。高分子分散剂在颜填料的分散过程中除提供静电排斥力外,还能提供有效的位阻斥力。这是其在当今乳胶漆制造中被广泛选用的主要原因。
有机颜料高度疏水,颜料分散剂的表面活性不足,因而常与表面活性剂配合,先以亲油缔合吸附以减弱疏水程度,使颜料分散剂得以吸附。由于颜料分散剂有多个吸附基团,在动态的吸附下不易脱落,从而逐渐取代了表面活性剂。
二氧化钛是乳胶漆中最常用的颜料,它的等电点随表面处理而异,那些距分散介质pH 远的有更高的表面电荷密度,从而有更高的颜料分散剂吸附密度。