一、引言

涂料、油墨、色浆等精细化工产品的性能在很大程度上取决于颜料在基料中的分散状态。颜料颗粒从团聚体解聚为原生颗粒并稳定悬浮的过程，需要分散剂、润湿剂、消泡剂等助剂的协同作用。助剂虽然在配方中占比通常仅为0.1%–5%，却对颜料研磨效率、色浆储存稳定性、漆膜光泽和耐候性产生决定性影响。

东莞市蒂森新材料有限公司在颜料色浆研发中积累了丰富的助剂应用经验，其分散剂F20、水油通用分散剂0913和有机硅消泡剂DS-6800等产品已在油性、水性及UV光固化体系中得到广泛验证。本文从界面化学与胶体稳定理论出发，系统阐述分散剂的锚固-溶剂化机理、消泡剂的破泡机理，以及助剂协同作用对颜料分散体系的影响。

图1 化工实验室中的分散剂助剂样品，淡黄色透明液体为典型的聚羧酸盐类分散剂

二、技术特点与作用机理

2.1 分散剂的锚固-溶剂化双功能机理

分散剂是指能够降低颜料团聚体表面能、促进颜料颗粒在介质中均匀分散并防止再团聚的表面活性物质。现代分散剂理论以"锚固基团-溶剂化链段"双功能模型为核心：锚固基团通过离子键、氢键或范德华力吸附于颜料表面，溶剂化链段则伸展到分散介质中提供空间位阻和静电排斥。

Journal of Applied Polymer Science（2025, DOI: 10.1002/app.56144）发表的研究表明，PEG化部分水解聚(N-乙烯基酰胺)作为炭黑分散剂时，其酰胺基团通过氢键锚固于炭黑表面的含氧官能团，PEG链段在水相中提供强空间位阻，使炭黑悬浮液的Zeta电位绝对值从-18mV提升至-42mV，平均粒径从320nm降至95nm。

RSC Advances（2025, 15, 44517–44525, DOI: 10.1039/d5ra07498c）报道了SDBS与聚丙烯酸酯三元共聚物协同改性多层石墨烯的水分散体系。研究发现，SDBS的苯环通过π-π堆叠锚固于石墨烯表面，聚丙烯酸酯链段提供静电排斥，二者协同使石墨烯水分散液浓度达到8mg/mL且静置30天无明显沉降。

2.2 超分散剂的分子结构设计

ACS Applied Polymer Materials（2026, 8(6), 4573–4586, DOI: 10.1021/acsapm.6c00349）提出了软核硬壳梯度共聚物封装颜料的创新策略。该共聚物以疏水性聚酯为核（锚固于有机颜料表面），以亲水性聚丙烯酸为壳（提供水分散稳定性），梯度结构使界面相容性显著优化。采用该分散剂制备的酞菁蓝色浆，颜料固含量可达45%，细度≤5μm，50℃热储30天粘度变化率<8%。<>

2.3 消泡剂的破泡机理

消泡剂是指能够抑制泡沫产生或使已产生泡沫破裂的助剂。有机硅消泡剂的破泡机理基于三个过程：（1）消泡剂微粒在泡沫液膜表面铺展，取代稳定泡沫的表面活性剂；（2）消泡剂进入液膜后，因表面张力差导致液膜局部变薄；（3）液膜厚度低于临界值后破裂。

蒂森DS-6800有机硅消泡剂采用聚二甲基硅氧烷与疏水白炭黑复合体系，硅氧烷链段提供低表面张力（约20mN/m），白炭黑微粒作为破泡核心刺穿液膜。在水性涂料中添加0.1%–0.3%即可有效消除研磨和调漆过程中产生的气泡，且不影响漆膜的层间附着力和重涂性。

图2 颜料在树脂基料中的分散混合过程，分散剂促进颜料团聚体的解聚与稳定

2.4 助剂协同效应

在实际配方中，分散剂与消泡剂、润湿剂、流平剂等助剂存在复杂的协同或拮抗关系。分散剂的溶剂化链段可能与消泡剂的硅氧烷链段发生相互作用，导致消泡效率下降；而润湿剂可以降低颜料表面的润湿张力，与分散剂协同缩短研磨时间。

AIChE Journal相关研究指出，多助剂体系的稳定性取决于各助剂在颜料表面的竞争吸附平衡。当分散剂的锚固强度高于润湿剂时，分散剂优先占据颜料表面，润湿剂则在液相中调节表面张力；反之则可能导致分散剂脱附，引起颜料絮凝。

三、应用案例1：分散剂F20在高色素炭黑色浆中的应用

高色素炭黑（C.I. Pigment Black 7）比表面积大（可达200–300m²/g）、表面能高，在溶剂型体系中极易絮凝。蒂森分散剂F20采用聚氨酯型超分散剂结构，其脲基锚固基团与炭黑表面的含氧官能团形成强氢键，聚酯溶剂化链段在醋酸丁酯/二甲苯等溶剂中充分伸展。

在炭黑色浆配方中（炭黑20%、F20 8%、丙烯酸树脂30%、溶剂42%），采用F20分散的色浆细度可达≤7.5μm（GB/T 1724-2019刮板细度计），研磨时间较传统分散剂缩短约30%。50℃热储30天后，色浆粘度变化率<10%，无明显返粗和沉降。<>

四、应用案例2：水油通用分散剂0913在水性色浆中的应用

蒂森0913水油通用分散剂采用聚羧酸盐结构，其羧酸根在水相中电离提供静电排斥，同时分子中的疏水链段提供一定的空间位阻。该产品既可用于水性体系，也可在极性溶剂型体系中发挥分散作用。

在水性酞菁蓝色浆中（颜料35%、0913 6%、去离子水59%），0913使颜料平均粒径从180nm降至85nm，Zeta电位为-38mV。色浆与多种水性丙烯酸乳液、聚氨酯分散体均具有良好相容性，调色后漆膜无浮色发花现象。

图3 颜料在树脂基料中的研磨分散过程，分散剂的锚固-溶剂化作用使颜料颗粒稳定悬浮

五、应用案例3：DS-6800消泡剂在水性工业涂料中的应用

水性工业涂料在高速分散和喷涂过程中容易产生大量泡沫，导致漆膜出现针孔、缩孔等缺陷。蒂森DS-6800有机硅消泡剂在水性环氧底漆和聚氨酯面漆中均表现出优异的消泡效果。

在水性环氧底漆中添加0.2% DS-6800，高速分散（1500rpm，30min）后泡沫体积<5ml（100ml量筒法），喷涂后漆膜表面无针孔。在聚氨酯面漆中添加0.15% ds-6800="">

六、关键选型参数与使用建议

七、结论

分散剂的锚固-溶剂化双功能机理和消泡剂的低表面张力破泡机理是助剂发挥作用的理论基础。蒂森F20、0913和DS-6800等助剂产品通过合理的分子结构设计，在颜料分散、泡沫控制等方面表现出优异性能，可有效提升色浆和涂料的生产效率与最终质量。

八、FAQ

Q1：分散剂添加量越多越好吗？

不是。分散剂在颜料表面形成单分子层吸附时效果最佳，过量的分散剂会在液相中形成胶束，反而降低分散效率并可能影响漆膜耐水性。建议通过梯度试验确定最佳添加量，通常为颜料量的8%–30%。

Q2：有机硅消泡剂会导致漆膜缩孔吗？

过量使用或相容性差的有机硅消泡剂可能导致缩孔。蒂森DS-6800经过特殊乳化处理，在推荐添加量（0.1%–0.5%）下不会引起缩孔，但建议使用前进行小样相容性测试。

Q3：水性和溶剂型分散剂可以通用吗？

大多数分散剂有特定的体系适用性。蒂森0913属于水油通用型，可在水性和极性溶剂型体系中使用；F20主要适用于溶剂型和UV体系，不建议直接用于水性体系。

Q4：如何判断分散剂是否与树脂相容？

可通过指研法（rub-out test）判断：将色浆加入树脂基料后喷涂，漆膜表干前在局部用手指研磨，若指研区域与未研磨区域颜色一致，说明分散剂与树脂相容性良好；若出现明显色差，则存在相容性问题。

Q5：分散剂和消泡剂的添加顺序有要求吗？

建议先在研磨阶段加入分散剂（与颜料、溶剂一起研磨），消泡剂在调漆阶段后期加入。若消泡剂在研磨初期加入，高速剪切可能破坏消泡剂的乳化结构，降低消泡效果。

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