一、色素炭黑的分类、核心性能及水性体系应用
（一） 分类标准（依据 GB/T 7044-2022《色素炭黑》）
1、按粒径、黑度和着色强度分类
分类 | 黑度 | 粒径 (nm) | 比表面积 (m²/g) | 着色强度 |
高色素炭黑 | ≤22 | 9-17 | >1000 | 120-140% |
中色素炭黑 | 23-30 | 18-25 | 600-900 | 100-120% |
普通 / 低色素炭黑 | ≥31 | >26 | 300-600 | 70-100% |
2、其他分类方式：
· 按生产工艺：油炉法（主流）、槽法、灯黑法、热裂解法
· 按应用领域：涂料用、油墨用、塑料用、密封胶用等
· 按表面特性：氧化型（亲水性）、未氧化型（疏水性）
（二）核心性能及对水性分散的影响
性能指标 | 定义 | 对水性浆料的影响 |
表面能 | 炭黑颗粒表面分子受力不平衡产生的能量 | 表面能 > 70mN/m 时易团聚，需分散剂降低至 30~50mN/m 实现润湿 |
挥发份 | 表面含氧基团含量（500℃灼烧失重） | 挥发份 5%~8%（高色素）：易与分散剂锚固基团结合，分散稳定性提升；挥发份 < 1%（普通色素）：需改性分散剂增强吸附 |
DBP 吸油值 | 每 100g 炭黑吸收 DBP 的体积（×10⁻⁶m³/kg） | 吸油值 > 100（高结构）：浆料粘度易升高，需低粘度分散剂；吸油值≤100（低结构）：流动性好，适合高固含量色浆 |
粒径分布 | D50（中位粒径）、D90（90% 颗粒粒径） | 水性体系需 D50≤100nm、D90≤200nm，否则易沉降，影响涂层光泽 |
（三）水性体系核心应用场景
1. 水性色浆领域
• 无树脂色浆：高色素炭黑 + 涂易乐 DS-2026，用于高端汽车修补漆、喷墨油墨，要求黑度 L 值≤15，储存 6 个月无分层；
• 含树脂色浆：中 / 普通色素炭黑 + 涂易乐 ADS-20/50，用于建筑涂料、塑胶色母，要求粘度≤3000mPa・s（25℃），与乳液相容性≥95%。
2. 功能性涂层领域
• 水性聚氨酯合成革：高色素炭黑 + DS-2026，解决高湿环境下 “发白、析出” 问题，涂层抗粘连性≥48h；
• 防静电地坪：普通色素炭黑（掺导电炭黑）+ADS-50，表面电阻 10⁶~10⁹Ω，满足电子厂房需求。
二、水性色素炭黑浆料分散原理及关键影响因素
（一）分散三阶段核心机制
1. 润湿阶段
• 问题：炭黑表面疏水（接触角 > 100°），水相难以渗透团聚体；
• 涂易乐解决方案：DS-2026（改性聚苯乙烯马来酸酐聚合物）降低水表面张力至 32~35mN/m，接触角降至 < 40°，同时 ADS-20/50 含聚醚酯链段，加速水相渗透至炭黑孔隙。
2. 解聚阶段
• 机械作用：砂磨机（研磨介质 0.6~0.8mm）提供剪切力，破碎炭黑二次团聚体；
• 分散剂协同：DS-2026 的疏水链段（聚苯乙烯）通过 π-π 键锚定炭黑表面，避免研磨过程中重新团聚，解聚效率提升 30%~50%。
3. 稳定阶段（双重稳定机制）
静电稳定：分散剂（DS-2026）在炭黑表面形成双电层（ζ 电位 >-30mV），排斥力阻止团聚。适合低离子强度体系（如去离子水色浆），ζ 电位稳定期≥6 个月。
空间位阻稳定：高分子链（ADS-50 的聚醚酯）伸展形成 5~10nm 水化层，物理阻隔颗粒碰撞。适合含盐 / 树脂体系，抗絮凝能力优于普通聚羧酸盐分散剂。
（二）关键影响因素及控制方案
影响因素 | 问题表现 | 涂易乐优化方案 |
pH 值 | pH<6：分散剂电离不足，色浆分层；pH>9：炭黑表面羟基流失，黑度下降 | 控制 pH 7.5~8.5，DS-2026 自带缓冲基团（马来酸酐），无需额外加碱 |
研磨温度 | 温度 > 45℃：分散剂链段蜷缩，空间位阻减弱 | ADS-20/50 耐高温（热分解温度 > 200℃），可耐受 40~50℃研磨，粘度波动 < 10% |
消泡剂兼容性 | 普通消泡剂与分散剂冲突，导致色浆失光 | 搭配涂易乐专用消泡剂（0.3% 添加量），与 DS-2026/ADS-20/50 相容性 100%，无缩孔 |
三、涂易乐核心产品分散解决方案
（一）产品矩阵及技术参数
产品型号 | 化学组成 | 关键指标 | 适用炭黑类型 | 核心优势 |
涂易乐 DS-2026 | 改性聚苯乙烯马来酸酐聚合物水溶液 | 固含量 55%、pH 6.0~7.0、不含 APEO | 高 / 中 / 低色素（无树脂体系） | 高色素炭黑添加量 50%~200%，色浆固含量可达 40% |
涂易乐 ADS-20 | 高分子量酸性聚合物烷基醇铵盐 | 固含量 30%、pH 7.5~8.5、VOC<5g/L | 中 / 普通色素（含树脂体系） | 无需额外加润湿剂，与丙烯酸乳液相容性≥98% |
涂易乐 ADS-50 | 高分子量酸性聚合物烷基醇铵盐（高固型） | 固含量 40%、pH 7.5~8.5、粘度≤1500mPa・s | 普通色素（高固色浆） | 色浆固含量可达 50%，储存 3 个月粘度增长 < 15% |
（二） 分场景配方方案
1.高色素水性无树脂炭黑色浆（汽车修补漆用）
组分 | 比例 | 作用 | 性能指标 |
高色素炭黑 | 20% | 着色 | 黑度 L 值 = 14.2，蓝相角度 168° |
涂易乐 DS-2026 | 40%（基于炭黑量） | 分散稳定 | ζ 电位 =-38mV，D50=85nm |
涂易乐润湿剂LFS-209 | 0.5% | 加速润湿 | 研磨时间缩短至 1.5h（传统 2.5h） |
涂易乐消泡剂Foamic 024 | 0.3% | 消除泡沫 | 涂层光泽（60°）=92% |
去离子水 | 余量 | 介质 | 储存 6 个月无沉降，粘度 = 2800mPa・s |
2.中色素水性含树脂炭黑色浆（建筑涂料用）
组分 | 比例 | 作用 | 性能指标 |
中色素炭黑 | 30% | 着色 | 黑度 L 值 = 22，遮盖力 = 12g/m² |
涂易乐 ADS-20 | 35%（基于炭黑量） | 分散稳定 | 与苯丙乳液混合无浮色 |
丙二醇 | 3% | 防冻 | -5℃储存无冻结 |
去离子水 | 余量 | 介质 | 粘度 = 2200mPa・s，施工流平性好 |
（三）操作工艺规范
1. 投料顺序（关键步骤）
• 无树脂体系：去离子水→DS-2026→润湿剂 / 消泡剂（800r/min 分散 10min）→炭黑（600r/min 缓慢加入）→高速分散（1800r/min 15min）→研磨（1h，温度 < 45℃）；
• 含树脂体系：去离子水→ADS-20/50→树脂（如丙烯酸乳液，500r/min 分散 5min）→炭黑→研磨（45min）。
2. 后处理与储存
• 过滤：采用 1000 目尼龙网过滤，去除未研磨大颗粒；
• 储存：25℃以下密闭保存，25L 塑桶保质期 12 个月，220L 铁桶保质期 18 个月。
四、与国外龙头企业分散剂产品对比分析
（一）核心性能对比（高色素水性无树脂体系）
产品型号 | 分散剂类型 | 炭黑添加量（基于炭黑量） | 色浆性能（高色素炭黑） | 环保性 |
涂易乐 DS-2026 | 改性聚苯乙烯马来酸酐 | 50%~200% | D50=85nm，L 值 = 14.2，6 个月稳定 | 不含 APEO，VOC<5g/L |
巴斯夫 Efka PX 4310 | 阴离子梳状聚合物 | 8%~15% | D50=78nm，L 值 = 13.8，6 个月稳定 | 不含 APEO，VOC<10g/L |
科莱恩 Dispersogen PL 30 | 非离子聚醚 | 5%~10% | D50=92nm，L 值 = 14.5，6 个月稳定 | 不含 APEO，VOC<8g/L |
赢创 ZETASPERSE 3100 | 阴离子聚羧酸酯 | 5%~15% | D50=82nm，L 值 = 14.0，6 个月稳定 | 不含 APEO，VOC<12g/L |
五、常见问题与解决方案
Q1：涂易乐 DS-2026 用于高色素炭黑色浆时，添加量为何需 50%~200%？
A1：高色素炭黑比表面积 > 1000m²/g，表面吸附位点极多，普通分散剂（如聚羧酸盐）
Q2. 涂易乐哪款产品适合制备无树脂炭黑色浆？
A2：优先选择涂易乐 ®DS-2026，其化学组成中的改性聚苯乙烯马来酸酐聚合物与炭黑表面吸附力强，专为无树脂体系设计，能显著降低色浆粘度，提升展色性和稳定性。
Q3. 高色素炭黑使用 DS-2026 时，添加量为何高达 50-200%？
A3：高色素炭黑粒径仅 9-17nm，比表面积 > 1000m²/g，表面活性位点极多，且易形成致密附聚体；DS-2026 需通过足够添加量形成完整吸附层，才能实现有效解聚和稳定，避免团聚返粗，这是高色素炭黑分散的共性需求（国外产品添加量虽低，但单价更高）。
Q4. 不含 APEO 的 DS-2026，在环保合规上有什么优势？
A4：APEO 属于环境激素，欧盟 REACH 法规、国内 GB/T 23990-2009 均对其有限制；DS-2026 不含 APEO，可满足出口欧盟、北美等地区的环保要求，同时适配国内水性涂料 “低 VOC、无危害” 的发展趋势，无需担心环保抽检风险。
Q5. 操作时为何要求 “先加分散剂再加粉体”？
A5：分散剂先溶解于水后，能均匀分布在体系中，形成连续的“分散剂水溶液膜”；后续加入炭黑时，粉体可快速与分散剂分子接触，实现即时润湿，避免炭黑颗粒直接接触形成 “硬团聚”（硬团聚难以通过研磨破碎，会严重影响分散效果）。
Q6. 涂易乐分散剂制备的色浆，储存期能达到多久？
A6：在 25℃阴凉通风条件下，DS-2026 制备的无树脂炭黑色浆储存期≥6 个月，ADS-20/50 制备的建筑涂料色浆储存期≥12 个月；50℃加速热储 21 天后，色浆无分层、无沉淀，搅拌后可恢复均匀状态，黑度和粘度变化率≤5%。
六、总结分析
1. 核心优势提炼
• 场景针对性强：DS-2026 专攻无树脂炭黑色浆，ADS-20/50 聚焦建筑涂料，解决细分领域痛点，分散效果更精准；
• 环保合规无忧：DS-2026 不含 APEO，低 VOC，完全契合国内外环保标准，适配高端出口产品需求；
• 性价比突出：相比国外龙头产品，综合使用成本降低 20-30%，且供货稳定、周期短，适合国内企业量产；
• 操作简便：ADS-20/50 无需单独添加润湿剂，DS-2026 配方体系成熟，标准化流程易落地，降低生产管控难度。
2. 适用场景定位
• 涂易乐分散剂更适合国内中小规模色浆企业、建筑涂料厂商、水性油墨生产商：1. 无树脂炭黑色浆（如喷墨油墨、工业涂料色母）优先选 DS-2026；2. 水性建筑涂料（内墙 / 外墙黑色涂料）优先选 ADS-20/50；3. 对环保要求高、追求性价比、需要稳定供货的企业，是最优选择之一。
3. 行业应用展望
• 随着水性化、环保化成为涂料、油墨行业的必然趋势，炭黑分散剂的“环保 + 高效” 需求将持续提升。涂易乐产品凭借场景化设计、高性价比和稳定的环保性能，有望在无树脂色浆、建筑涂料等领域进一步扩大市场份额；同时，通过技术迭代优化高色素炭黑分散效率，未来可逐步实现对部分国外龙头产品的替代，助力国内水性炭黑分散技术的自主化发展。