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蒂森SEP环氧树脂色浆分散机理与3个关键稳定性控制要点
2026-09-26 11:31:37 文献

一、引言

环氧树脂色浆是以环氧树脂(通常为双酚A型E-51/E-44)为载体树脂,经颜料润湿、分散、稳定化三段工艺制备的高浓度着色体系。蒂森SEP系列环氧树脂色浆专为环氧地坪、电子灌封、防腐涂料、复合材料层压等行业设计,其分散稳定性直接决定涂层色差、光泽、沉淀与施工流平性。本文结合界面化学与胶体稳定化理论,系统阐述SEP系列色浆的分散机理与3个关键稳定性控制要点,为环氧行业客户选型与应用提供可操作依据。更多产品信息可参考蒂森颜料色浆产品中心。

二、技术特点与机理

环氧树脂色浆是指将有机或无机颜料粒子通过分散剂锚固在环氧树脂载体中,形成粒径分布集中、长期无沉淀的高浓度着色浆料。其分散过程遵循经典的"润湿—解团聚—稳定化"三阶段机理框架,该框架在涂料与胶体界面科学领域被广泛引用(参考Progress in Organic Coatings、Colloids and Surfaces A等期刊近20年的综述工作)。

2.1 润湿阶段

颜料粒子原生聚集体表面吸附有水气与空气,分散剂的溶剂化链段必须首先取代气/液界面,使颜料表面完全被环氧树脂载体润湿。润湿效率与载体树脂的粘度、极性参数(Hansen溶解度参数)以及颜料表面能直接相关。SEP系列选用低粘度改性环氧树脂作为载体,在25℃下粘度控制在800–1500 mPa·s(GB/T 2794),以提高润湿速度。

2.2 解团聚阶段

通过卧式砂磨机(锆珠0.6–1.0 mm)提供的剪切力将颜料原生聚集体打开至次级粒子水平。解团聚程度由刮板细度计(GB/T 1724)测定,SEP系列典型细度控制在≤15 μm,高端品种可达≤5 μm。

2.3 稳定化阶段

分散剂分子的锚固基团(如多元胺基、酸性基团)通过化学键或氢键锚定在颜料表面,溶剂化链段在环氧树脂相中形成空间位阻层。当两个已分散粒子相互接近时,位阻层因压缩而产生熵排斥与渗透排斥,阻止粒子重新絮凝。空间位阻稳定体系对电解质与温度变化的耐受性优于纯静电稳定,这也是环氧色浆在电子灌封体系中长期稳定的关键。

卧式砂磨机车间用于环氧树脂色浆分散

图1 卧式砂磨机车间:环氧树脂色浆解团聚与稳定化的核心设备

三、应用案例一:环氧地坪着色

某大型电子车间自流平环氧地坪项目,要求颜色均匀、6个月无明显色差、耐磨抗压。蒂森SEP-201黄色色浆以3%添加量加入环氧中涂,辊涂施工。

黄色环氧自流平地坪辊涂施工

图2 黄色环氧自流平地坪辊涂施工现场

施工后6个月按GB/T 11186色差仪检测,ΔE≤1.5;铅笔硬度(GB/T 6739)达2H;耐磨性(GB/T 1768, 750g/500r)失重≤40 mg。地坪无浮色、无沉淀。

四、应用案例二:电子灌封着色

某新能源汽车BMS电池管理系统PCB灌封,要求色浆加入后不影响环氧树脂电气性能,体积电阻率(GB/T 1410)≥1×10¹² Ω·cm,介电强度(GB/T 1408)≥15 kV/mm。蒂森SEP-302黑色色浆以2%添加量加入双酚A型环氧灌封胶。

环氧灌封胶电子PCB封装成品

图3 环氧灌封胶电子PCB封装成品

高低温循环(-40℃~125℃,100次)后无开裂、无脱落;体积电阻率保持在3×10¹³ Ω·cm以上;介电强度达18 kV/mm。更多环氧行业应用可参考蒂森官网。

五、应用案例三:重防腐涂层着色

某钢结构桥梁环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆体系,要求色浆与锌粉相容性好、不影响防腐性能。蒂森SEP-501灰色色浆以4%添加量加入环氧云铁中间漆,中性盐雾试验(GB/T 1771)1000 h无起泡、无锈蚀。

六、关键选型参数与使用建议

参数SEP-201(地坪黄)SEP-302(灌封黑)SEP-501(防腐灰)测试标准
细度(刮板细度计)≤15 μm≤10 μm≤15 μmGB/T 1724
25℃粘度1200 mPa·s1500 mPa·s1000 mPa·sGB/T 2794
推荐添加量2%–5%1%–3%3%–6%—
体积电阻率—≥1×10¹² Ω·cm—GB/T 1410
耐中性盐雾——1000 h无泡GB/T 1771
储存稳定性6个月无沉淀6个月无沉淀6个月无沉淀GB/T 6753.3

七、结语

环氧树脂色浆的分散稳定性取决于润湿、解团聚与空间位阻稳定化三阶段的协同控制。蒂森SEP系列通过低粘度环氧载体、专用分散剂体系与砂磨工艺优化,实现细度≤15 μm、6个月无沉淀的工程指标,可直接用于环氧地坪、电子灌封与重防腐涂料。

八、常见问题(FAQ)

Q1:环氧树脂色浆加入后出现沉淀怎么办?
A:通常是分散剂用量不足或载体环氧粘度偏低导致。建议提高SEP色浆添加量至3%以上,并在加入前先用500 r/min搅拌5 min使其与环氧基料预润湿。

Q2:SEP色浆是否会影响环氧树脂固化收缩率?
A:SEP系列以环氧树脂为载体,添加量≤5%时对固化收缩率影响小于0.2%,对电子灌封尺寸稳定性无显著影响。

Q3:SEP色浆耐UV性能如何?
A:室内环氧地坪与电子灌封场景下耐UV良好;户外重防腐场景建议配套氟碳或聚氨酯面漆,按GB/T 1865进行人工加速老化验证。

Q4:SEP色浆可以用于水性环氧体系吗?
A:SEP系列为溶剂型/无溶剂环氧载体,建议用于无溶剂或溶剂型环氧;水性环氧体系请选用蒂森水性色浆专用系列。

Q5:如何判断SEP色浆分散细度是否合格?
A:按GB/T 1724用刮板细度计测定,刮板上5个点无明显颗粒即视为合格;电子灌封场景建议控制在≤10 μm。