一、导电炭黑基础认知：分类、核心性能与应用场景
1.1 导电炭黑分类（按关键特性维度）
分类维度 | 类别 | 核心参数特征 | 分散难度 | 适配场景 |
导电能力 | 抗静电炭黑（CF） | 电阻率 10⁶-10⁹Ω・cm，粒径 40-60nm | 低 | 水性防静电涂料 |
导电炭黑（SCF） | 电阻率 10³-10⁶Ω・cm，粒径 25-40nm | 中 | 水性导电油墨、电池辅助导电 | |
超导电炭黑（XCF） | 电阻率 <10³Ω・cm，粒径 10-25nm，BET>150m²/g | 高 | 锂离子电池主导电剂 | |
生产工艺 | 乙炔炭黑 | DBP 220-330ml/100g，灰分 < 0.1% | 中高 | 高纯度电池浆料 |
炉法炭黑 | DBP 100-200ml/100g，成本低 | 中 | 通用涂料 / 油墨 | |
副产炭黑 | DBP 高、灰分 > 1% | 高 | 低端抗静电制品 | |
表面特性 | 未改性炭黑 | 疏水，表面官能团少 | 高 | 需增强润湿 |
氧化改性炭黑 | 含羧基 / 羟基，亲水性提升 | 中 | 涂料色浆降粘优化 |
1.2 核心性能指标
指标 | 定义 | 对分散的影响 | 适配性 |
DBP 吸油值 | 衡量聚集体结构（链枝发达程度） | 高 DBP（>200ml/100g）易团聚，需高分散剂用量 | 60-200% 添加量覆盖高 DBP 超导电炭黑 |
BET 比表面积 | 单位质量总表面积 | >150m²/g 时吸附力强，易增粘 | 高分子嵌段结构可抑制粘度上升 |
灰分 | 无机杂质含量 | 高灰分（>0.5%）易影响分散稳定性 | 适配低灰分电池级炭黑（灰分 < 0.1%） |
表面官能团 | 羧基 / 羟基数量 | 官能团少则疏水，需表面活性剂辅助 | 含表面活性剂成分，提升疏水炭黑润湿 |
1.3 核心应用场景
应用领域 | 关键需求 | 炭黑类型选择 |
锂离子电池 | 低内阻（<50mΩ）、循环寿命> 1000 次 | 超导电炭黑（XCF） |
水性导电涂料 | 电阻率 10⁴-10⁶Ω・cm、无浮色发花 | 导电炭黑（SCF） |
水性导电油墨 | 印刷流畅性（粘度 < 1000mPa・s） | 中结构炉法炭黑 |
铅酸电池 | 充电接受度提升、失水率降低 | 乙炔炭黑 |
二、水性导电炭黑浆料分散：
2.1 水性分散核心难点（DS-172 针对性解决）
1. 疏水性冲突：炭黑非极性表面与极性水介质相容性差，润湿效率低（接触角 > 90°）→ DS-172 含表面活性剂，降低接触角至 < 60°，提升润湿速度；
2. 高表面能团聚：纳米级炭黑表面能 > 50mJ/m²，易形成不可逆聚集体（粒径 > 5μm）→ DS-172 高分子链吸附于炭黑表面，通过电荷排斥打破团聚；
3. 结构缠绕难题：高 DBP 炭黑（如乙炔炭黑）链枝结构易相互缠绕，解絮凝难度大→ DS-172 60-200% 高添加量可深入链枝间隙，实现均匀分散；
4. 导电性 - 稳定性平衡：过度分散易破坏导电网络（电阻率上升）→ DS-172 电荷稳定机制可控制分散度，确保 D50 在 100-500nm（导电网络最优区间）。
2.2 分散原理
2.2.1 双重作用机制
作用阶段 | 机制原理 | DS-172 成分贡献 |
润湿阶段 | 表面活性剂降低水 - 炭黑界面张力，加速水分渗透 | 非离子表面活性剂组分，改善疏水炭黑润湿性 |
解团聚阶段 | 高分子嵌段共聚物的 - N - 元素吸附于炭黑表面，形成双电层 | 含 - N - 极性基团，提供强静电排斥力（ζ 电位 > 30mV） |
稳定阶段 | 双电层阻止颗粒重新聚集，维持浆料长期稳定 | 高分子链形成空间辅助位阻，增强抗沉降性 |
2.2.2 关键验证指标
• 粒径分布：D50 100-500nm，D90<1000nm（激光粒度仪检测）；
• 粘度控制：30% 炭黑固含量下，浆料粘度 < 2000mPa・s（旋转粘度计，25℃）；
• 稳定性：静置 6 个月无分层、无沉降（40℃加速老化试验）；
• 导电性：分散后炭黑浆料电阻率 < 100Ω・cm（四探针法）。
三、涂易乐 DS-172 分散解决方案
3.1 核心参数（产品基础信息）
项目 | 规格参数 | 对分散的支撑作用 |
外观 | 黄色透明液体 | 易观察分散均匀性（无肉眼颗粒） |
不挥发份 | 34% | 高活性成分，减少溶剂对浆料稀释 |
溶剂 | 水 / 丙二醇（比例 1:1） | 与水性体系完全相容，无残留 |
适用 pH 范围 | 6-9 | 适配多数水性浆料（电池浆料 pH 7-8） |
3.2 分场景应用方案
3.2.1 锂离子电池水性浆料
步骤 | 操作细节 | 工艺参数建议 |
1. 预混合 | 先加去离子水（50% 总量），再加入 DS-172，高速搅拌 | 搅拌转速 1000-1500rpm，时间 5min |
2. 炭黑投加 | 缓慢加入超导电炭黑（如科琴黑 EC-300J），边加边搅拌 | 炭黑固含量 25-30%，搅拌时间 10min |
3. 研磨分散 | 转移至砂磨机，控制研磨温度 < 40℃ | 砂磨机转速 2500-3000rpm，研磨时间 40-60min |
4. 后调稀 | 加入剩余去离子水及粘结剂（如 SBR），低速搅拌 | 搅拌转速 500rpm，时间 15min |
典型配方示例（1000g 浆料）：
• 超导电炭黑（XCF）：280g（28% 固含量）
• 涂易乐 DS-172：168g（60% 添加量，基于炭黑）
• 去离子水：522g
• SBR 粘结剂：30g（10% 固含量）
• 性能指标：D50=220nm，粘度 = 1800mPa・s，静置 6 个月无沉降，极片电阻率 = 35mΩ
3.2.2 水性导电涂料 / 油墨
应用类型 | 推荐用量（基于炭黑） | 关键工艺要点 | 性能效果 |
防静电涂料 | 导电炭黑 60-100% | 先制无树脂色浆（炭黑 30%+DS-172），再兑入乳液 | 涂层电阻率 10⁵-10⁷Ω・cm，无浮色 |
导电油墨 | 超导电炭黑 120-160% | 研磨后过 1000 目滤网，控制粘度 800-1200mPa・s | 印刷分辨率 50μm，电阻稳定性 ±5% |
3.3 注意事项
1. 加料顺序：必须先加 DS-172 至研磨料，再投炭黑（反向添加会导致团聚加剧）；
2. 用量调整：炭黑比表面积每增加 50m²/g，DS-172 添加量需提升 20-30%；
3. 兼容性：与水性丙烯酸乳液、聚氨酯分散体兼容性良好，与环氧树脂需提前小试；
4. 储存：5-40℃密封储存，保质期 12 个月（开封后需 1 个月内用完）。
四、与国外龙头分散剂对比
对比维度 | 涂易乐 DS-172 | BYK DISPERBYK-190（德国） | 巴斯夫 Dispex® PX4565（德国） | 科莱恩 DISPERSOGEN PLF1562（瑞士） |
作用机制 | 电荷排斥为主（-N - 基团） | 空间位阻为主（高分子链） | 电荷 + 空间位阻（CFRP 技术） | 多点吸附（孔隙渗透） |
适用炭黑类型 | 超导电 / 导电炭黑（侧重高难度） | 通用炭黑（中低结构） | 全类型炭黑 | 高结构炭黑（如乙炔炭黑） |
推荐添加量 | 60-200%（基于炭黑） | 10-20% | 15-30% | 25-40% |
30% 固含量粘度 | <2000mPa·s | <1500mPa·s | <1200mPa·s | <1800mPa·s |
稳定性（静置） | 6 个月无沉降 | 12 个月无沉降 | 18 个月无沉降 | 10 个月无沉降 |
成本（相对值） | 1.0（基准） | 3.5 | 4.2 | 3.8 |
应用侧重 | 电池、中高端涂料（性价比） | 高端油墨、电子浆料 | 半导体涂料、精密电池 | 工业涂料、橡胶制品 |
优势亮点 | 高添加量适配超导电炭黑，成本低 | 低用量降粘效果好 | 稳定性极强，耐温性优 | 黑度提升显著（+12%） |
五、常见问题
Q1：DS-172 为什么适合超导电炭黑分散？
A1：超导电炭黑（如 XCF）比表面积大（>150m²/g）、表面能高，易形成强团聚；DS-172 含高活性 - N - 基团，可提供充足电荷排斥力（ζ 电位 > 30mV），且 60-200% 宽添加量能覆盖其高分散需求，避免因分散不足导致的导电性下降。
Q2：DS-172 添加量过高会有什么影响？
A2：添加量超过 200% 时，可能导致：① 浆料粘度异常升高（高分子链过度缠绕）；② 电池极片粘结力下降（分散剂挤占粘结剂空间）；③ 成本上升。建议通过 “梯度添加试验” 确定最佳用量（如 60%、100%、150% 对比稳定性与导电性）。
Q3：如何验证 DS-172 分散后的浆料性能？
A3：需检测 3 项核心指标：① 粒径分布（D50 100-500nm 为合格）；② 稳定性（40℃加速老化 1 个月无分层）；③ 应用性能（电池极片内阻 < 50mΩ，涂料涂层电阻率达标）。
Q4：DS-172 能否与其他助剂复配？
A4：可与水性消泡剂（如 BYK-024）、流平剂（如 TEGO Flow 300）复配，但需注意：① 复配顺序：先加 DS-172 分散炭黑，再加其他助剂；② 用量控制：其他助剂总量不超过浆料的 1%（避免影响导电性）。
Q5：与油性分散剂相比，DS-172 在水性体系中的优势？
A5：① 环保性：无 VOC 排放（溶剂为水 / 丙二醇），符合涂料油墨环保标准（如 GB 18582-2020）；② 安全性：不燃不爆，储存运输风险低；③ 兼容性：与水性树脂、粘结剂相容性优于油性分散剂，避免分层。
六、总结与展望
6.1 核心价值总结
1. 针对性解决痛点：DS-172 以电荷排斥机制为核心，精准适配超导电炭黑等高难度分散需求，解决水性体系中 “团聚 - 粘度 - 导电性” 的平衡难题；
2. 高性价比优势：相比国外分散剂（成本 3-4 倍），DS-172 在电池、涂料场景中可降低分散剂成本 60-70%，且性能满足中高端应用需求；
3. 工艺兼容性强：无需改造现有生产设备（适配砂磨机、高速搅拌罐），添加方法简单，易工业化推广。
6.2 应用前景展望
1. 新能源领域：随着锂离子电池水性浆料（替代油性 NMP 体系）的推广，DS-172 在动力电池、储能电池中的需求将持续增长；
2. 环保涂料领域：国家“双碳” 政策推动下，水性导电涂料（如电磁屏蔽涂料）用量提升，DS-172 的无树脂色浆方案将更具竞争力；
3. 优化方向：未来可开发低添加量版本（目标 50-150%）、耐高温版本（适配电池高温极片制备），进一步拓展应用边界。