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分散剂介绍

发布时间: 2025-07-08 作者: 分享到:
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一、什么是分散剂


分散剂是一种具有特殊两亲性结构的表面活性剂,其分子中同时包含亲油基团和亲水基团,能够在液体介质中实现固体或液体颗粒的均匀分散,并阻止颗粒聚集沉降 。作为现代工业中不可或缺的化学助剂,其核心功能是降低界面张力、调控粒子间作用力,从而维持分散体系的稳定性 。


涂料领域的人对分散剂都非常熟悉,但分散剂除了应用于涂料中外,还在我们生活中的很多方面有些非常广泛的应用。


二、分散剂的应用领域


1)洗洁精和洗衣液用分散剂


洗护行业常用分散剂:烷基磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、聚丙烯酸钠、α-烯基磺酸钠(AOS)、椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)等。

市场上常见的产品:

 - 陶氏(Dow):ECOSURF™ EH系列环保型非离子表面活性剂,TERGITOL™系列低泡非离子表活(如CA-30)。

- 巴斯夫(BASF):Lutensol™ NE 9 MAX合成醇非离子表活,SWOP™ 64乳化剂。

 - 赢创(Evonik):REWOPOL® SB DO 75阴离子表活,TEGO® Care PBS 6环保型乳化剂。

-禾大(Croda):ECO SURF EH™低泡非离子型表活,Lutensol™ NE 9 MAX合成醇非离子表活,REWOPOL® SB DO 75阴离子表活 。

 -赞宇科技:AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)、LAS(十二烷基苯磺酸钠)、AOS(α-烯基磺酸钠),K12(月桂醇硫酸钠)、LSA(月桂醇硫酸铵),CMEA(椰油酸单乙醇酰胺)、6501(椰油酸二乙醇酰胺)、APG(烷基糖苷),CAB-30(椰油酰胺丙基甜菜碱)、CAO-30(椰油酰胺氧化胺) 。

 - 丽臣实业:AES、LAS、K12、铵盐、AOS(粉状),氨基酸型表活(如甲基椰油酰基牛磺酸钠)、烷基糖苷(APG) 。

 - 中轻化工:洁浪牌AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)、AOS(α-烯基磺酸钠),ALES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵)。


2)化妆品用分散剂


很多化妆品中都含有颜料或者其它粉体,如粉底液、眼影、腮红、口红、遮瑕膏、含粉体面膜等,为了..颜料和粉体均匀细腻的分散状态,也会使用到一些分散剂,如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、苯基硅油、三乙氧基辛基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸钠、烷基糖苷(APG)。这部分主要的供应商有..化工巨头如DOW、BASF、Croda等,以及国内的如赞宇科技、丽臣实业等。


3)建筑行业用分散剂


混凝土是建筑行业中消耗量..的材料,在混凝土中通常会使用到一种叫减水剂的助剂,这种减水剂其实就是涂料行业中所说的分散剂。在混泥土中,减水剂可以改善混凝土的流动性、提高强度和耐久性、节约水泥用量、提升混凝土运输和施工的经济性。


 混凝土中常用的减水剂有:木质素磺酸盐类、
 萘系减水剂(磺化萘甲醛缩合物)、聚羧酸系减水剂(PCE)、氨基磺酸盐类、脂肪族减水剂(磺化丙酮甲醛缩合物)等。

市场上常见的产品:

 -巴斯夫:Glenium®系列(聚羧酸系),如Glenium® 51、Glenium® Sky,Rheobuild®系列。

 -西卡(Sika):Sika® ViscoCrete®系列。如Sika® ViscoCrete® 20HE,SikaPlast®系列。
-格雷斯(Grace Construction):ADVA®系列(聚羧酸系)。

-江苏苏博特(Sobute):PCA®系列(聚羧酸系),SMF®系列(脂肪族)。

-科之杰(KZJ):Point®系列:如Point®-400S(聚羧酸系),AN3000(氨基磺酸盐)。

除了以上提到的一些行业和应用,分散剂还广泛应用于以下行业:
- 矿物研磨
- 锂电池 如BYK-ET 3000、BYK-ET 3030、BYK-ET 3033
- 油画颜料
- 印花胶浆
- 印刷油墨
- 涂料

总之,分散剂是一种应用非常广泛的化工产品,在不同行业中的叫法和成分可能有一些区别,但有些成份分散剂在不同行业也有很好的通用性,如前面提到的聚丙烯酸盐(或聚羧酸盐),在很多领域都有广泛的应用,有时候可能就是在不同行业的名字不一样,产品其实就是同一个东西。当然,不同行业也可能对产品的..和质量控制的要求不同,所以..终产品也会有一些细微的差别。作为一名涂料工程师,下面重点谈谈分散剂在涂料中的应用。

三、分散剂在涂料中的应用

1)分散剂在涂料中的作用

- 提高分散稳定性:通过静电排斥和空间位阻效应,防止颜料颗粒团聚和沉降,保持均匀分散。

 - 改善涂料性能:如光泽、流平性、遮盖力和着色力,这些与颗粒粒径和分布有关。

- 防止浮色发花:通过润湿不同颜料,减少密度和粒径差异导致的分离现象。

- 提高生产效率和贮存稳定性:减少研磨时间和能耗,防止贮存期间颗粒聚集。 

- 增加颜填料含量:降低粘度,允许更高颜料负载,提高生产效率。

- 提升耐久性和应用性能:如抗沉降、抗絮凝,延长涂料使用寿命。


2)分散剂的在涂料中的作用机理


 - 静电排斥稳定(双电层理论):分散剂吸附在颗粒表面使其带电(如阴离子型使颗粒带负电),形成扩散双电层,通过相同电荷的排斥力阻止团聚 。

 - 空间位阻稳定:高分子分散剂的锚固基团(如羧酸基)吸附颗粒,溶剂化链(如聚醚链)伸展形成物理屏障,通过熵效应阻止颗粒接近 。

- 静电位阻复合机理:结合静电排斥与空间位阻(如聚羧酸系分散剂),兼具电荷稳定和物理屏障作用 。


3)涂料中常用的分散剂种类和产品


丙烯酸均聚物钠盐:这类分散剂分子量较小、分散效率高、通用性强,对钛白粉、重钙、高岭土等无机颜料/填料具有优异分散效率(如钛白粉..用量0.24%),能显著降低体系粘度。特别适合用于高PVC的内墙涂料。

市场上常见的产品有:

- 圣诺普科(San Nopco)SN-DISPERSANT 5040

- 诺力昂(Nouryon)Alcosperse 602N

- 巴斯夫 Dispex®AA 4140、Dispex®AA 4141

- 陶氏 特好散™ 快易、特好散™ 1620

- 阿科玛(ARKEMA)ECODIS P30

- 海名斯(ELEMENTS)NUOSPERSE® FX 605

- 保立佳 BLJ-5040T

- 普为(Polywill)Coadd™ D-40

- 金团化学(KITO)KEPERDISP®-340


丙烯酸均聚物氨盐:这类分散剂能够显著降低研磨料粘度,提升涂料、浆料的流动性,适用于高岭土、重钙、滑石粉等无机填料 。对超细填料和颜料(如钛白粉、氧化铁)均具良好分散效果,防止絮凝和浮色 。氨盐结构赋予漆膜优异的耐水性,适合外墙涂料等需耐候场景 。

 市场上常见的产品有:
 - 圣诺普科 SN-DISPERSANT 5468

- 诺力昂 Alcosperse 492

- 巴斯夫 Dispex®AA 4040

- 陶氏 特好散™ 1618、特好散™ 963

- 阿科玛 ECODIS P90

- 海名斯 NUOSPERSE® FX 504

- 普为 Coadd™ D-50A

- 金团化学 KEPERDISP®-324


聚丙烯酸类分散剂除了丙烯酸均聚物盐类外,还有丙烯酸共聚物盐类。均聚物由单一丙烯酸单体聚合而成,分子链结构单一(如聚丙烯酸钠PAAS),主要依赖静电斥力(羧酸根电离)实现分散 。共聚物由丙烯酸类单体与其他单体(如甲基丙烯酸、丙烯酰胺等)共聚形成,分子链含多种官能团(如磺酸基、聚氧乙烯基),兼具静电斥力和空间位阻效应 。


下面的表格是它们在性能方面的差异对比:


下面来看一下市场上常见的丙烯酸共聚物分散剂有哪些。


丙烯酸共聚物钠盐:

- 巴斯夫 Dispex® CX 4320

- 陶氏 特好散™ 731A

- 诺力昂 Alcosperse 747

- 金团化学 KEPERDISP®-373


丙烯酸共聚物氨盐:

- 巴斯夫 Dispex® CX 4240

- 陶氏 特好散™ 1124、特好散™ CA-2500

- 阿科玛 COADIS 144A

 - 圣诺普科 SN-DISPERSANT 5027、SN-DISPERSANT 5029

- 普为 Coadd™ D-26、Coadd™ D-28

- 诺力昂 Alcosperse 787


前面提到了三种作用机理:静电排斥、空间位阻、静电位阻复合机理,丙烯酸均聚物盐类分散剂分子量一般相对较低,主要依赖于静电排斥机理;丙烯酸共聚物盐类分散剂,其分散机理也主要依靠静电排斥,但也有部分分子量较大的分散剂也可以提供空间位阻来稳定分散,即静电位阻复合机理。丙烯酸均聚物盐类分散剂和丙烯酸共聚物盐类分散剂都属于离子型分散剂,还有一类分散剂它不带电荷,称为非离子分散剂,它是依靠空间位阻机理来实现稳定的分散。


下面的表格列举了离子型分散剂和非离子型分散剂的一些差异:



非离子分散剂代表产品有:

- 毕克化学(BYK)BYK-190,聚醚改性苯乙烯马来酸酐共聚物的水溶液

- 巴斯夫 Dispex®Ultra PX 4522 非离子聚合物,Dispex®Ultra PX 4575、Dispex®Ultra PX 4585,可控自由基聚合的 (CFRP) 丙烯酸嵌段共聚物

- 阿科玛 COADIS 790,高分子量嵌段聚合物

- 亨斯迈(HUNTSMANS)JEFFSPERSE® X3202、JEFFSPERSE® X3204、

JEFFSPERSE® X3503、具有芳香族颜料锚定基团和较高HLB 值的非离子型梳状聚合物

- 海名斯 NUOSPERSE® FX 7500W,多锚定基团的高分子量共聚物的水溶液

- 核心化学(corechem)Disuper S19,带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液


这里面提到了CFRP技术,汽巴精化(Ciba,现属巴斯夫)是..早将CFRP技术商业化应用于分散剂的企业之一。汽巴精化2008年推出了采用CFRP技术的分散剂产品EFKA 4310 和 EFKA 4320,用于高色素炭黑的分散,展现了..的黑度。这些产品通过CFRP技术..控制分子结构,显著提升了颜料分散性和相容性。巴斯夫在收购汽巴后,进一步优化了CFRP技术,并推出了新一代分散剂(如 Dispex® Ultra PX 4575 和 Efka PX 4300系列),强调了该技术在分子量控制和功能设计上的优势。目前也有部分国内企业将CFRP技术应用于分散剂的研发和生产。