水性无树脂氧化铁黄颜料色浆分散解决方案

2025-08-29

一、核心分散原理

1. 无树脂体系特性与分散难点

无树脂色浆因不含成膜树脂,需完全依赖分散剂与助剂构建稳定体系,核心难点包括:

缺乏树脂包覆保护,颜料颗粒表面羟基易形成氢键,团聚风险较有树脂体系提升

体系粘度调控难度大,高固含下易出现絮凝或沉降

需适配多类型终端涂料(苯丙、纯丙、环氧等),通用性要求极高

2. 无树脂体系分散核心机理

分散机理

应用逻辑

技术关键点

静电稳定

分散剂电离形成双电层,抵消颗粒引力

ζ 电位控制在 - 30\-50mV,弱碱性环境(pH 7.5\9.0)最优

空间位阻

超分散剂溶剂化链段形成 8~9nm 厚吸附层

溶剂化链段需与水性介质完全相容,避免链段蜷缩

锚定吸附

分散剂锚定基团与颜料表面羟基强结合

采用“多点锚定” 设计(如 - COOH、-SO3H 复合基团)提升吸附牢度

协同作用

润湿 + 分散 + 稳定一体化

中小分子量分散剂(提升润湿性)与高分子超分散剂(增强稳定性)复配使用

二、完整解决方案(基于涂易乐 DS-195 + 无树脂色浆配方)

1. 核心材料选型

1)颜料预处理

推荐颜料:朗盛 Bayferrox 3910 LV(微粉化氧化铁黄,吸油量低)、巴斯夫 Sicotrans L1916(高耐候型)或国产超细氧化铁黄(D50≤1μm)

预处理工艺:干燥除水(105℃/2h),避免水分引发二次团聚

2)分散剂核心选型:涂易乐 DS-195 系列

产品型号

技术参数

无树脂体系适配性

DS-195L/H

类型:含多种颜料锚固基团高分子聚合物
锚定基团:-COOH/-NH2 复合

1. 多点锚定设计,吸附牢度提升 40%
2. 无 APEO、低 VOC,符合环保标准
3. 降粘效率优异,45% 固含色浆粘度≤1500mPas(25℃)

4. 适配纯丙 / 苯丙体系,相容性评分≥95 分(刮板无缩孔)

2. 典型配方示例(65% 固含)

组分

比例(质量 %)

作用说明

氧化铁PY42(S311)

65.0

着色核心

涂易乐 DS-195L

5

润湿分散主剂

PEG300

3

保湿防结皮

LFS 209 + LFS 1904

2+2

润湿剂

DF-87

0.5

消泡抑泡

AMP-95

0.5

中和剂

去离子水

22

分散介质

三、与国内外龙头企业方案对比(无树脂体系专项)

对比维度

国际龙头(朗盛 / 巴斯夫)

国内方案(涂易乐 DS-195 体系)

核心差异

核心技术

朗盛:微粉化 + AlO/SiO包覆(Bayferrox 3910 LV)
巴斯夫:高透明 + 耐候改性(Sicotrans L1916)

超分散剂多点锚定 + 助剂协同,无包覆工艺

国际侧重颜料改性,国内侧重分散剂适配,成本更低

分散效率

研磨时间 2~3h(D50 达标)

研磨时间 1.5~2h(DS-195 降粘提速 30%)

国内分散剂针对性更强,工艺周期更短

产品性能

耐候性 5 级,耐光性 8 级,储存稳定性 6 个月

耐候性 4\5 级,耐光性 7\8 级,储存稳定性 4~6 个月

核心性能接近,国际龙头在极端环境稳定性更优

环保指标

VOC≤5g/L,APEO-free

VOC≤10g/L,APEO-free,无重金属

均符合环保标准,国际龙头 VOC 控制更严苛

通用性

适配 3~5 类涂料体系

适配 6~8 类涂料体系(含环氧、聚氨酯)

国内方案无树脂束缚,通用性更优

成本优势

原料成本高,售价也较高

原料成本低,销售价格便宜

国内方案性价比显著,适合中端市场大规模应用

典型应用

汽车漆、高端木器漆

建筑涂料、工业漆、通用木器漆

国际侧重高端领域,国内覆盖大众主流市场

四、常见问题与解决方案

Q1:无树脂体系为何比有树脂体系更易絮凝?如何解决?

A1:核心原因是缺乏树脂包覆的 “物理屏障”,颜料颗粒仅依赖分散剂稳定。解决方案:① 选用涂易乐 DS-195 这类多点锚定超分散剂,吸附层厚度达 8~9nm;② 控制颜料粒径 D50≤300nm,降低团聚驱动力;③ 添加气相二氧化硅构建触变结构,抑制沉降絮凝。

Q2:分散剂添加量过多或过少会有什么影响?

A2:① 过少(<2%):润湿不充分,色浆粘度高、易沉降,着色力下降 10%+;② 过多(>6%):分散剂分子 “架桥” 引发絮凝,且残留分散剂降低漆膜耐水性。最优区间为颜料量的 3~5%(DS-195 体系),需通过流动点实验校准。

Q3:如何提升无树脂色浆的耐水性?

A3:① 选择含憎水基团的分散剂(如 DS-195 的丙烯酸酯链段),平衡亲水 / 憎水比例;② 控制分散剂残留量≤5%,避免亲水基团迁移至漆膜表面;③ 终端涂料中搭配耐水助剂(如硅烷偶联剂),协同提升耐水性评级至 2 级以上(GB/T 1733-1993)。

Q4:该方案能否适配自动调色系统?

A4:可以。方案色浆满足三大关键指标:① 粘度 800~1500mPas(适配管路输送);② 批次着色力误差 ±2%(调色精准度);③ 开稀稳定性(1:10 稀释后 24h 无分层),已通过国内 3 家头部涂料企业自动调色系统验证。

五、总结分析

1. 方案核心优势

技术适配性:针对性解决无树脂体系“稳定难、通用性差” 痛点,分散效率提升 30%,储存稳定性达 4~6 个月,核心性能接近国际龙头水平。

成本经济性:原料成本较进口方案低 30~40%,工艺无包覆环节,能耗降低 25%,适合大规模工业化生产。

环保合规性:全体系 APEO-free、低 VOC、无重金属,符合 GB/T 21088-2007、欧盟 REACH 等标准,适配绿色涂料趋势。

应用广泛性:覆盖建筑涂料、工业漆、木器漆、彩色混凝土等领域,尤其适合对成本敏感且要求高通用性的中端市场。

2. 行业趋势与优化方向

· 绿色化:生物基分散剂(如聚乳酸链段)将逐步替代传统丙烯酸酯类,进一步降低碳足迹。

· 功能化:开发耐温型(>200)无树脂色浆,拓展至工程塑料、新能源材料领域。

· 精准化:通过 AI 算法优化分散剂配比与研磨参数,实现 “颜料型号 - 分散方案” 的定制化匹配。

结论:涂易乐 DS-195 体系构建的水性无树脂氧化铁黄分散方案,以 “高性价比 + 强通用性 + 环保合规” 为核心竞争力,可满足主流应用场景需求,是进口替代的优选方案,同时通过持续技术迭代,有望在高端领域实现突破。


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