如何提高水性涂料颜填料的分散性？

提高水性涂料颜填料分散性需从原料选择、工艺优化、助剂搭配三方面入手，具体方法如下：
一、原料预处理
1. 颜填料表面改性

• 无机颜料 / 填料（如钛白粉、碳酸钙）：
  

用硅烷偶联剂、铝酸盐或脂肪酸盐处理表面，降低极性，增强与水性树脂的相容性。
例：纳米二氧化硅经硅烷改性后，分散效率提升 30% 以上。

• 有机颜料（如酞菁蓝）：
  

采用高分子分散剂（如超分散剂）进行表面包覆，减少颜料团聚。

2. 控制初始粒径
选择原生粒径小且分布窄的颜填料（如研磨至≤20μm 的重钙），降低分散难度。

二、助剂协同作用
1. 分散剂选型
阴离子型分散剂（如聚丙烯酸盐）：适用于无机颜填料，通过电荷排斥稳定颗粒。
非离子型分散剂（如聚乙二醇醚）：用于有机颜料，降低表面张力，避免破乳。
超分散剂：通过锚固基团吸附颜料表面，溶剂化链段提供空间位阻，尤其适合高颜料含量体系。

2. 搭配润湿剂
使用低分子量润湿剂（如烷基糖苷）降低水的表面张力（目标≤30mN/m），促进颜料颗粒快速润湿。

3. 调节 pH 值
水性体系 pH 维持在8~9（弱碱性），使颜填料表面带负电荷，通过静电排斥增强分散稳定性（如钛白粉在碱性条件下分散更均匀）。

三、分散工艺优化
1. 预分散工艺

• 高速搅拌预处理：
  

先将水、分散剂、润湿剂混合，高速搅拌（2000~3000r/min）5~10 分钟，再缓慢加入颜填料，形成均匀浆料。
例：制备钛白粉浆料时，预分散可减少后续研磨时间 20%。

• 超声波辅助分散：对纳米级填料（如纳米氧化锌），用超声波震荡 5~10 分钟，破除初始团聚体。
  

2. 研磨设备选择

• 砂磨机：适合高粘度浆料，选用直径 1~3mm 的氧化锆珠，控制进料速度≤5L/min，研磨至细度≤30μm。
  

• 球磨机：适合大规模生产，球料比 1:1~2:1，转速控制在临界转速的 60%~70%。
  

• 三辊机：用于高要求精细分散（如汽车漆），通过辊间剪切力破除微小团聚。
  

3. 温度控制
研磨过程中控制浆料温度≤45℃（可通过夹套水冷），避免树脂热分解或颜料晶型改变。

四、配方平衡设计
1. 调整颜基比
避免颜填料含量过高（超过 CPVC 临界颜料体积浓度），导致树脂无法完全包裹颗粒，建议预留 10%~15% 的树脂过量。

2. 成膜助剂协同
添加少量成膜助剂（如丙二醇丁醚），降低树脂玻璃化转变温度（Tg），改善分散后的颗粒润湿性，提升涂层均匀性。

3. 避免过度稀释
调漆阶段加水稀释时，应缓慢加入并低速搅拌（≤500r/min），避免局部浓度过低导致颜料絮凝。

五、检测与验证

• 粒径分布测试：用激光粒度仪检测分散后颗粒粒径，目标 D50≤10μm，D90≤25μm。
  

• 沉降体积比：将浆料静置 48 小时，计算沉降体积，比值≥0.9 表示分散稳定性良好。
  

• 刮板细度计：检测研磨后的浆料细度，达标值通常为≤50μm（根据涂料类型调整）。
  

关键要点总结

• 表面改性是提升分散性的核心，优先解决颜填料与水的相容性；
  

• 分散剂与润湿剂复配是技术关键，需根据颜料极性精准选型；
  

• 研磨设备参数（转速、珠径、温度）直接影响分散效率，需通过正交实验优化。
  

通过以上方法，可显著减少颜填料团聚、浮色发花等问题，提升涂料施工性能与成膜质量。