一、分散主體樹脂的選擇
樹脂,尤其是研磨用樹脂,在制備色漿時(shí)起著關(guān)鍵的作用，主體樹脂的作用如下：
（1）可以對(duì)顏料進(jìn)行分散和錨定
（2）穩(wěn)定已經(jīng)分散隔離的顏料粒子
主體樹脂的上述作用,大家都可以通過一些實(shí)驗(yàn)看到,例如長(zhǎng)油醇酸樹脂、聚酰胺樹脂、氨基樹脂、醛酮樹脂、低分子量羥基丙烯酸樹脂，都表現(xiàn)出對(duì)顏料很好的潤(rùn)濕能力，而低羥值丙烯酸樹脂、熱塑性丙烯酸樹脂、高分子量聚酯樹脂，高分子量飽和聚酯樹脂，乙烯基共聚樹脂、聚烯烴樹脂等對(duì)顏料均表現(xiàn)出較差的潤(rùn)濕性。同樣的顏料，在不同的樹脂體系得到的色相也不同。幾乎所有的炭黑、有機(jī)顏料、透明氧化鐵都隨著不同樹脂體系改變著自身色相，尤其是散射色相。因此，在確定的主體樹脂體系中、選擇合適的分散劑，不僅用來分散和穩(wěn)定顏料，而且用來調(diào)整顏料最終達(dá)成我們需要的正確顏色，例如黑度、透明度、45°下的色光等。因此，分散劑與樹脂的合理搭配,包括:
①相容性(取樣檢測(cè),去除溶劑后檢查相容性)
②分散劑在該樹脂體系對(duì)確定顏料的降黏行為(旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)檢測(cè))
③分散劑在該樹脂體系對(duì)確定顏料的展色行為(刮涂比色)
④貯存穩(wěn)定性(流板法)
當(dāng)樹脂體系發(fā)生變動(dòng)時(shí)，分散劑的上述性能表現(xiàn)都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變動(dòng)。這種變動(dòng)就需要應(yīng)用測(cè)試來確定。
一般地，不容易總結(jié)一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用原則。對(duì)于樹脂體系加上顏料因素，分散劑的選擇就變得參數(shù)太多。因此不僅需要考慮主體樹脂與分散劑的搭配，還必須同時(shí)考慮顏填料的性質(zhì)。
 
二、針對(duì)顏料填料的選擇
● 炭黑和有機(jī)顏料
如前文所述,工業(yè)用顏料門類和品種繁多。顏料行業(yè)把它們分為有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。而涂料行業(yè)常把透明氧化鐵、炭黑當(dāng)作難分散顏料與有機(jī)顏料一同考慮。
我們把難分散顏料進(jìn)行了進(jìn)一步的區(qū)分，區(qū)分原則是看其氫鍵的強(qiáng)度。
在實(shí)驗(yàn)中，我們明確地看見這樣的分散結(jié)果:
在固定的樹脂體系中，如果一個(gè)分散劑能對(duì)炭黑有很好的表現(xiàn)，那么它常常同時(shí)能穩(wěn)定酞菁系顏料，而且，必然表現(xiàn)出對(duì)DPP紅等其他有機(jī)顏料表現(xiàn)出弱的分散性能。反過來,如果一個(gè)分散劑能很好地分散穩(wěn)定DPP紅、有機(jī)紫等顏料,通常用它來分散炭黑得到不喜歡的棕紅色相，對(duì)酞菁系顏料的降黏能力也不足。此類現(xiàn)象幾乎在所有分散樹脂中，對(duì)所有分散劑適用。極少有分散劑能同時(shí)對(duì)上述兩大類難分散顏料都表現(xiàn)出極其好的性能?？偸沁@這一類很好,而另一類略差。
主要原因是，顏料自身的氫鍵結(jié)構(gòu)的數(shù)量及強(qiáng)弱。
炭黑、酞菁藍(lán)等顏料，其最主要的顏料之間的相互作用力并非氫鍵占主導(dǎo)，而是其它作用力，例如炭黑層狀分子之間的偶合作用，酞菁結(jié)構(gòu)的偶合作用、鹵素的作用。而它們的表面處理中帶有的極性基團(tuán)相對(duì)于顏料自身的結(jié)構(gòu)有獨(dú)立性。
以DPP為代表的有機(jī)紅、永固紫類顏料，其顏料自身設(shè)計(jì)中帶有很強(qiáng)的氫鍵,這個(gè)氫鍵作用提高了顏料的性能, 也直接影響了分散劑對(duì)顏料的作用，其界面的極性基團(tuán)參與了顏料自身的氫鍵作用。這一點(diǎn)經(jīng)過顏料化后期處理之后確鑿無疑。
據(jù)此,單用一個(gè)結(jié)構(gòu)的分散劑不容易同時(shí)在兩大類不同內(nèi)在作用的顏料中同時(shí)拿到最佳效果。根據(jù)這個(gè)理論,我們也能夠通過顏料結(jié)構(gòu)判斷它應(yīng)該隸屬于哪一邊。例如異吲哚啉酮類顏料應(yīng)該屬于炭黑-酞菁系類別。而甲苯胺紅應(yīng)該傾向于后者。
在實(shí)際的分散劑選擇中，對(duì)于第一類難以分散的顏料，在容易相容的樹脂體系中有最好的結(jié)果。然而如果樹脂相容性不好,例如熱塑性丙烯酸，則需要改用新型的聚丙烯酸酯型分散劑。對(duì)于第二類強(qiáng)氫鍵的顏料類別，高極性的PU，聚酯，聚丙烯酸酯，都能有很好的效果。只是在相容性不好的體系，高極性的PU和聚酯就受到限制。這時(shí)要改用改性的聚丙烯酸酯分散劑。
● 炭黑的黑度
炭黑的黑度是研討分散劑時(shí)一個(gè)極其重要的課題，也是最經(jīng)常被討論的。
至今的實(shí)踐表明，儀器的檢測(cè)不及目測(cè)準(zhǔn)確；不同的光線下，黑度有變化；不同的角度下，黑度也有變化；不同的分散劑會(huì)選擇不同的炭黑給出不一樣的黑度；黑度高的炭黑色母不一定著色力也提高。
這一切都是容易解釋的。因?yàn)樘亢诘耐该髌瑺罱Y(jié)構(gòu)+炭黑的吸收光的能力。其透明片狀結(jié)構(gòu)在＜1μm的粒徑下的片徑，以及排布取向，必然會(huì)導(dǎo)致光線的透射，反射，折射，散射。而這些衍生的色光會(huì)被碳黑有條件地吸收一部分，另一部分會(huì)繼續(xù)它的行程。這是個(gè)復(fù)雜而充滿變數(shù)的疊加效應(yīng)。所以，百分之百的黑是沒有的，就是沒有最黑，只有相比對(duì)后的更黑。
● 鈦白
起初,所有人都認(rèn)為鈦白非常容易分散,以至于用不用分散劑都可以。然而在與其他難分散顏料復(fù)配時(shí),鈦白會(huì)參與浮色;在制備高級(jí)別純白時(shí),鈦白會(huì)出現(xiàn)霧影;在特殊要求的制品上,鈦白需要極好的遮蓋和白度,而且不允許在高溫下泛黃; 很多普通工業(yè)場(chǎng)合不愿意采用昂貴的高級(jí)別鈦白, 甚至采用鈦白代用顏料; 上述問題引起了助劑行業(yè)對(duì)鈦白分散的重視。
● 透明氧化鐵
透明氧化鐵的粒徑在納米水平，它的表面具有兩性，它在低顏料濃度時(shí)，似乎很容易分散，色漿黏度很低，但是透明度確不容易拿到最好；而一旦略為超過臨界的顏料濃度，色漿立即變稠至無法攪動(dòng)，導(dǎo)致砂磨機(jī)喪失效率。
氧化鐵的透明度，有些像炭黑的黑度，似乎總是可以繼續(xù)提高其透明度。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一個(gè)我們已經(jīng)認(rèn)為透明度不錯(cuò)的樣片，在45°觀察，可能仍然有較重的霧影；
那么，究竟用什么最好？這個(gè)問題又是一個(gè)捉摸不定的疑惑。
各助劑公司同樣在給出自己的方案。這一點(diǎn)從公開的推薦資料中就可以看見。
加上樹脂系統(tǒng)的不同導(dǎo)致的選擇性，推薦的方案就不止一種了。
● 消光粉
消光粉其實(shí)本身不難分散。它是在生產(chǎn)的時(shí)候就預(yù)先微粉化了的。有的有表面的蠟處理，有的沒有，帶有極性的羥基。然而，消光粉的分散問題來源于應(yīng)用要求。
有的要求亞光的涂料能用一個(gè)配方適應(yīng)多種施工方法，例如噴刷要光澤一致；
有的要求在高溫高濕的環(huán)境下，消光均勻性不受影響；
有的要求低黏度條件下，消光粉有最小的沉降；
有的要求有最高的透明度；
有的要求有極好的耐摩擦性質(zhì)，而引入硬質(zhì)石英粉，因此需要一同作分散處理等等。
這導(dǎo)致了分散劑的隨之變化。從傳統(tǒng)潤(rùn)濕分散劑，到專用的高分子PU分散劑，到磷酸酯，到磷酸酯的胺鹽，到其它特殊聚合物，都有被用來分散消光粉的。那么究竟哪個(gè)最好？如前所述，那要看你怎么要求了。不能指望一個(gè)分散劑同時(shí)解決上面全部的要求。
原理上，潤(rùn)濕劑能提高最終體系的流動(dòng)能力；高相對(duì)分子質(zhì)量分散劑則能防止沉降并控制消光粉在濕膜的運(yùn)動(dòng)而更容易定向，得到均勻的消光。
● 鋁粉和珠光粉等金屬閃光顏料
常用的解決方案是潤(rùn)濕劑。
也可以用與樹脂相容的高分子分散劑來分散它們。同時(shí)控制它們的運(yùn)動(dòng)。這些都有成功配方的實(shí)例。
● 納米級(jí)二氧化鈦和其他納米分散體
在這個(gè)場(chǎng)合，高分子PU若能相容，能得到最好的穩(wěn)定效果。否則就要求采用丙烯酸系的分散劑了。
● 確定一個(gè)主分散劑
一般地在一個(gè)確定的樹脂和溶劑系統(tǒng)，MANTOS推薦采用這樣的方法篩選合適的主分散劑：
首先，分散高色素炭黑，鈦白，DPP紅，普通氧化鐵紅四種顏料。
①評(píng)估該分散劑對(duì)這四種常規(guī)色母的制備有無困難，例如降黏行為是否足夠。
②評(píng)估展色強(qiáng)度。
③評(píng)估貯存穩(wěn)定性(流板及熱儲(chǔ)存)。
若一個(gè)分散劑能在這個(gè)特定系統(tǒng)里，對(duì)上述四種顏料表現(xiàn)出好的分散能力，那么它基本能勝任各種其它顏料的要求。即可被選擇作為這個(gè)系統(tǒng)的主分散劑。當(dāng)然，特殊的顏料如透明氧化鐵顏料，仍然可能例外。
這個(gè)方法也可以用來評(píng)估兩個(gè)不同的分散劑的綜合表現(xiàn)，找到適合它來處理的顏料類型。