前言：

     在涂料、油墨等行业浆料的配方研发中，同样的颜料和研磨工艺，换一种分散剂，研磨效率、储存稳定性、色浆的含固量都有显著提升。这背后的根本差异，在于分散剂的分子结构设计，传统分散剂分子结构不可控、分子量分布宽、锚固与溶剂化链段比例失调等先天不足，受控聚合技术正是为了从分子结构上破解这一系列难题。

01  技术亮点

     基于泰格受控聚合技术开发的高分子型分散剂的Tech-6310，先进的合成技术带来更自由的聚合控制，性能具备以下3个显著亮点：

①  控生产-生产一致性高

     在工业涂料中，目前市面常用的梳状聚氨酯超分散剂或嵌段聚氨酯超分散剂，这些聚氨酯聚合物在反应合成上，因具有–NCO的水敏性、R值的窄窗口和亲水扩链剂的溶解-反应两难等问题，对助剂生产控制要求非常高。生产稳定性和结构精准度上，基于受控聚合技术开发的产品会更加有利，如新型高分子型分散剂Tech-6310，在生产效率和一致性上均优于聚氨酯产品。

     Tech-6310具备更窄的分子量分布。在GPC凝胶渗透色谱测试中，受控聚合相比随机聚合，分子量响应更集中（PDI＜1.3），实际发生分散和稳定作用的有效区间也更多。

图1  GPC凝胶色谱中-不同聚合技术对分子量分布的影响

②  控位阻-规整结构形成的空间位阻

     长期的实验结果表明，超分散剂对颜料的尾形和环形更有利于颜料颗粒的空间稳定，而嵌段分散剂更易于形成尾形或环形吸附。传统分散剂多采用无规共聚或均聚，锚固基团分散于主链，吸附形态低效，有效吸附层厚度不足以支撑纳米颗粒的稳定。

图2  不同聚合物对碳黑的附着形态

     Tech-6310基于受控聚合技术的嵌段+梳状共聚物，分子结构含有多个亲颜料基团，相比传统单一的链段，基团组成上更多样也更自由，其胺基/极性基团能跟碳黑表面的-COOH、-OH形成氢键和酸碱作用，规整结构形成很好的空间位阻。

图3 嵌段-梳状超分散剂结构的颜料锚定

     相比于聚氨酯超分散剂，Tech-6310的多种亲颜料基团在应对复杂结构的蒽醌、苝系二酰亚胺等RedHPP高色素有机颜料（如RP177、RP179）也能发挥优异的分散效果。

图4  不同生产工艺的碳黑基团与酸碱性

     在分散酸性的气黑FW-200（pH值≈2.5）时，Tech-6310的碱性特征更有利于在锚定吸附在FW-200碳黑上，配合分散剂规整结构形成的空间位阻，显著提升纳米粒径（D₅₀≤100nm）下的颗粒稳定性。

③  控过量行为-阻止凝胶化

     除了颜料耐溶剂不足导致的凝胶态外，分散剂中锚固基团与介质相容性差时也会导致的胶化，部分浆料在搅动后恢复原状。

图5  颜料颗粒的团聚与分散

     该现象常见于介质极性跨度宽或纳米级浆料体系中，主要成因可能来自于：分散剂含量超过临界胶束浓度CMC后，游离分散剂锚定端成核形成的大量胶束，让浆料从高流动态变成凝胶态。热储存会加剧颜料的布朗运动，加大相容性差异矛盾，加速胶化的形成，这在端基锚定的支化结构分散剂中尤为明显。

表2  不同结构分散剂在临界胶束浓度中的变化

     而研发工程师通常为了保证颜料的长期稳定，会存留一部分游离分散剂做补充，对于无规分散剂和受控絮凝型而言，会出现加少容易反粗絮凝、加多容易后增稠的矛盾。使用嵌段超分散剂的多种锚定基团可以改善与介质之间相容性，即使超过CMC浓度，因其锚固基团具有不连续性，无法形成稳定胶束，避免了凝胶化的发生。

02  受控聚合分散剂的应用

一、高色素碳黑

     高色素炭黑（如 FW200、FW255、Raven 5000 等）粒径细、比表面积巨大（500~600 m²/g）、结构度高，易团聚返粗，对分散剂的要求远比普通颜料苛刻：

     蓝相碳黑富含酸性基团，优秀的分散效果能呈现更好的降粘性和黑度，以汽车修补涂料体系为例，分散测试市面常用4种高色素黑，实际测试效果如下：

1K羟基丙烯酸体系【光油:色浆=10:3】，8%高色素碳黑+8%分散剂（商品形式）

① FW200碳黑：

② FW255碳黑：

③ 1300碳黑：

④ 5000碳黑：

2K羟基丙烯酸体系-【光油:色浆:固化剂=10:3:3】颜分比：8%高色素碳黑+8%分散剂（商品形式）

① FW200碳黑：

②  FW255碳黑：

③1300碳黑：

     PR177（蒽醌红）与PR179（苝系红）虽同属高性能有机颜料，但比表面积低于高色素炭黑，但对分散剂分子结构的要求反而更挑剔。如：PR177分子呈扁平蒽醌构型，易叠层团聚，分散剂需要释放其透明蓝光红特性；PR179为苝系棒状晶体，易沿特定晶面取向排列而产生絮凝、发花，对分散剂的解絮凝能力和抗浮色要求更高。分散充分的PR177/PR179应呈现高透明、正红相、低粘度且无浮色发花。

1K羟基丙烯酸体系【光油:色浆=10:3】

颜分比：8%HPP红颜料+12%分散剂（商品形式）

① PR177红颜料：

①  PR179红颜料：

着色力测试【光油:银浆:色浆=10:10:3】

左：R177红颜料                                                                                                                    右：R179红颜料

     相比传统聚氨酯超分散剂，受控聚合超分散剂为高色素黑与 HPP 红颜料提供了更高效的分散解决方案，更好的空间位阻效应，为有机纳米颗粒分散稳定性提供帮助。