一、前 言
分散是乳胶漆生产的关键环节，通常是在机械力作用下利用分散剂来实现的，它可以分为三个基本步骤：(1) 利用润湿介质（水）来润湿颜/填料；(2) 用高速分散机或研磨设备，通过机械剪切的方式，将颜/填料颗粒研磨分散到介质中；(3) 利用分散剂的作用来稳定颜/填料悬浮态。分散过程将直接影响涂料的许多关键性能，如：粘度、贮存稳定性和固含量等。因此选择恰当的分散剂是非常重要的。常用的分散剂都是由一些聚合物组成，主要有两种类型：聚丙烯酸盐类和聚磷酸盐类。本文将从所使用分散剂官能团的不同，来介绍分散剂的制备和使用。
二、分散剂的制备和性能
2.1 聚磷酸盐分散剂
聚磷酸盐分散剂的制备和性能
将正磷酸盐加热到＞400℃，发生缩聚反应。当水分子蒸发后，正磷酸盐单体反应生成聚合物分子。聚磷酸盐常常以 -P-O-P- 键连接，示意如下：
反应条件不同，链长n可以从2到1000。聚合物链长决定了它的性能，工业用产品链长一般为n=2 - 50，主要是水溶性磷酸钠盐。表一是不同链长磷酸盐的P2O5的含量。
表一 不同链长磷酸盐的P2O5的含量
链长n        名 称        P2O5含量
1        正磷酸盐        43%
2        二磷酸盐        53%
2        三磷酸盐        58%
4-10        低聚磷酸盐        60-64%
＞10        多聚磷酸盐        66-70%
聚磷酸盐通过其在水溶液中的水解以及与多价金属离子的络合作用来体现其性能。水解与络合的具体步骤为：
A：聚磷酸盐在水中溶解形成聚阴离子。
B：与多价金属离子络合
聚阴离子能与多价离子反应生成复杂化合物，利用它对钙离子的络合作用，可以用来软化水。其作用形式如： 　
聚磷酸盐的络合力与聚合度有关，长链磷酸盐比短链磷酸盐（链长2、3、4）的络合力强，从可以看出，链长≥6时络合力{zj0}。
聚磷酸盐分散剂的分散作用
在涂料生产过程中，由于颜料颗粒表面与水之间不能xx润湿而会形成团聚，引起粘度升高。加入聚磷酸盐分散剂后，通过水解产生聚阴离子，聚阴离子覆盖在初级颗粒的表面形成同性电荷层。在初级颗粒之间的静电斥力和分散机的机械剪切力作用下，初级颗粒均匀分布在介质中，使粘度降低。同时，初级颗粒之间的静电斥力有利于涂料悬浮态稳定。
分散作用与聚合度有关，通过对不同链长磷酸盐分散效果的评价可知，随聚合度增加，分散效果随之增加；当链长n为6-10时，分散效果{zj0}；链长n超过20以后，分散作用反而会有所下降。
综合考虑聚磷酸盐的分散与络合作用后，如图3所示，当聚磷酸盐的链长n=6-10时，聚磷酸盐同时具有{zj0}的分散、络合能力。图3实验中所选用的不同聚合度的聚磷酸盐由BK Giulini公司提供。其主导产品Polyron N的链长即在n=6-10范围内，如图3红色方框所示
2.2聚丙烯酸盐分散剂
聚丙烯酸盐分散剂的制备和性能
首先采用丙烯酸单体通过聚合反应生成聚丙烯酸，然后用NaOH、KOH或NH4OH中和生成相应的钠盐、钾盐或铵盐。聚丙烯酸钠盐分散剂最为常用，而聚丙烯酸钾盐、铵盐分散剂则不常用。
聚丙烯酸盐通过其在水溶液中的水解以及与多价金属离子的络合作用来体现其性能。水解与络合的具体步骤与聚磷酸盐相类似。分子量小于20000的聚丙烯酸盐分散剂都能溶于水形成聚阴离子。
聚丙烯酸盐形成的聚阴离子同样能与多价金属离子络合（Ca2+、Mg2+、Cr3+），但络合能力没有聚磷酸盐分散剂那样强。
聚丙烯酸盐的        分散作用
A.分子量与分散作用
分散作用与聚丙烯酸盐分散剂分子量有关。实验中选取了分子量Mw分别为1500、4000和8000的三种聚丙烯酸盐分散剂作分散效果比较，结果如图4所示。可以看到分子量越小，分散效果越好。以分子量Mw=1500时的分散效果{zj0}。
B. 分子量与贮存稳定性
通过对不同分子量聚丙烯酸盐分散剂及其与聚磷酸盐分散剂配合使用时的贮存稳定性的比较，可以看到：当聚丙烯酸盐分散剂单独使用时，分子量越大，贮存稳定性越好。但在50℃贮存三周后，仍有较为明显的粘度变化；而当与聚磷酸盐分散剂配合使用时，即使在50℃贮存三周，涂料粘度也没有明显变化。所以在涂料生产中，两种物质不能互相替代，必须配合使用，才有协同作用。从图中可以进一步看到，与多聚磷酸盐配合使用时，聚丙烯酸盐分散剂的分子量在4000时效果{zj0}。
C.聚磷酸盐分散剂与聚丙烯酸盐的区别
两种分散剂明显的区别在于：溶解吸附到颜料颗粒表面所需时间不同。磷酸盐分散剂比聚丙烯酸盐快很多。利用聚磷酸盐的这一性能，可应用在短时间内需达到{zj0}分散效果的全自动生产过程。
三、涂料生产中聚磷酸盐与聚丙烯酸盐的协同作用
聚磷酸盐与聚丙烯酸盐分散剂配合使用时，有协同作用。聚磷酸盐具有强极性，能迅速覆盖颜料粒子表面，产生高电荷密度，起静电稳定的作用。
聚丙烯酸极性相对较小，覆盖颜料表面所产生的电荷密度少。但它附着在颗粒表面起着缓冲作用，在颗粒之间形成空间位阻，起到位阻稳定的作用。
但聚丙烯酸的分子结构使得它容易在单个颜料颗粒间产生桥连作用。因此，如果涂料中只使用聚丙烯酸盐分散剂，仍有可能形成团聚。
当聚丙烯酸盐分散剂与聚磷酸盐分散剂配合使用时，强极性聚磷酸盐在颗粒表面形成的高电荷密度可以防止单个颜料颗粒之间的桥连。此时，静电稳定和位阻稳定协同作用而使涂料同时具有很好的分散性和贮存稳定性。
实际生产中，常常采用聚磷酸盐与聚丙烯酸盐分散剂配合使用的方法，这样可获得{zj0}的分散效果。分散剂推荐用量为：聚磷酸盐0.1%+0.25%聚丙烯酸盐（对整个配方），对不同配方的涂料体系，{zj0}的配比还需经实验获得。涂料的贮存稳定性、耐洗刷性是分散剂的关键评价指标。
乳胶漆生产中，一般采用中等链长（6-10）的聚磷酸盐分散剂，如POLYRON N (BK Giulini)。因为只需添加少量聚磷酸盐分散剂即可达到{zj0}分散效果。
聚丙烯酸盐分散剂的分子量在4000左右时分散效果{zh0}，如Lopon890（BK Giulini）的分子量为4000。通过对不同聚丙烯酸盐分散剂与聚磷酸盐分散剂配合使用时贮存稳定性的比较可以看到：即使在50℃贮存三周，涂料粘度也没有变化。如果不加聚磷酸盐分散剂，只使用聚丙烯酸盐分散剂，粘度会明显增加，说明二者配合使用时贮存稳定性{zh0}。
四、结论
实验室实验数据和实际使用情况证实，在涂料生产中可以采用聚磷酸盐与聚丙烯酸盐分散剂配合使用的方法。中等链长聚磷酸盐分散剂（n=6-10）在中性涂料（分散体涂料和有机硅树脂涂料）中应用广泛；短链磷酸盐（n=2-3）主要用在碱性系统（硅酸盐涂料）。聚丙烯酸盐分散剂虽是离子型，但它对系统极性增加不大，聚丙烯酸盐分散剂的分子量以3000-5000为宜。BK Giulini公司的聚磷酸盐分散剂Polyron N的链长为6-10，具有{zj0}的分散、络合力；聚丙烯酸盐分散剂Lopon 890的分子量为4000，它与Polyron N配合使用时，分散能力与贮存稳定性{zj0}。
一个{zj0}涂料配方，需要在符合国家标准的基础上，根据原材料性能及添加量对配方中的量酌情增减。这样既可获得高品质涂料，同时又满足遮盖力、贮存稳定性、耐洗刷等国家标准。