超分散劑在顏料分散中的應用
超分散劑又名超級分散劑，一種特殊的表面活性劑，分子結構含有兩個在溶解性和極性上相對的基團，其中一個是較短的極性基，稱為親水基，其分子結構特點使其很容易定向排列在物質表面或兩相界面上，降低界面張力，對水性分散體系有很好的分散效果。用于水性體系顏料分散的分散劑可以分為三類：
▲無機分散劑，如聚磷酸酯，硅酸鹽等；
▲有機小分子分散劑，如烷基聚醚或磷酸鹽類的陰離子型表面活性劑；
▲超分散劑，如聚丙烯酸鈉鹽，丙烯酸-（甲基）丙烯酸共聚物等。傳統分散劑其分子結構存在某些局限性：親水基團在極性較低或非極性的顆粒表面結合不牢靠，易解吸而導致分散后離子的重新絮凝；親油基團不具備足夠的碳鏈長度（一般不超過18個碳原子），不能在非水性分散體系中產生足夠多的空間位阻效應起到穩定作用。為了克服傳統分散劑在非水分散體系中的局限性，開發了一類新型的超分散劑，對非水體系有獨特的分散效果，它的主要特點是：快速充分地潤濕顆粒，縮短達到合格顆粒細度的研磨時間；可大幅度提高研磨基料中的固體顆粒含量，節省加工設備與加工能耗；分散均勻，穩定性好，從而使分散體系的最終使用性能顯著提高。常用于水性體系顏料分散的兩類超分散劑為聚電解質超分散劑和非離子型超分散劑，他們的結構為無規共聚物，接枝聚合物和嵌段共聚物等。超分散劑的結構由兩部分組成：◉錨固基團：常見的有-R2N、-R3N+、-COOH、-COO-、-SO3H、-SO2-、-PO42-.多元胺、多元醇及聚醚等，它們可通過多種鍵能的相互作用在顆粒表面形成多點錨固，提高了吸附牢度，不易解吸；◉溶劑化鏈：常見的有聚酯、聚醚、聚烯烴及聚丙烯酸酯等，按極性大小可分為三種：低極性聚烯烴鏈；中等極性的聚酯鏈或聚丙烯酸酯鏈等；強極性的聚醚鏈。在極性匹配的分散介質中，溶劑化鏈與分散介質具有良好的相容性，在分散介質中采取比較伸展的構象，在固體顆粒表面形成足夠厚度的保護層。
超分散劑的選用主要考慮兩個因素：一是顏料粒子的表面性質。如表面極性，表面酸堿性，表面官能團等。（1）對表面極性較強的大部分無機顏料及部分有機顏料，選用可通過偶極-偶極作用，氫鍵作用或離子鍵作用形成單點錨固官能團的超分散劑。（2）對低極性表面的大部分有機顏料及部分無機顏料，選用含多點錨固官能團的超分散劑，通過多點錨固以增強總的吸附牢度。有機顏料多使用超分散劑，使用時首先要注意樹脂與分散劑的相容性，相容性不好的超分散劑的伸展鏈是卷曲的，吸附層薄，空間位阻效應差。（3）一般錨固基團是氨基的超分散劑對酸性顏料效果比較有效，錨固基團是酸基的對堿性顏料效果比較有效。二是分散介質的極性及其對超分散劑溶劑化鏈段的溶解性。每種顏料的分散效率都是顏料，樹脂溶液，助劑三者作用的結果，溶劑作用也很大，主要是分散介質，對顏料的運勢和分散式起到間接作用的。為使超分散劑對顏料粒子在水溶液的分散具有足夠的空間穩定作用，應使其溶劑化鏈段在介質中取得足夠伸展的構象。為此應選擇與水溶液具有很好相容性的溶劑化鏈。
超分散劑的鑒別
超分散劑由于具有更好的分散活性。在同樣的加工粘度下，可以大幅度提高漿料中的顏料含量，進而提高加工效率，或者在相同顏料含量下，漿料具有更低的粘度。僅從這一特性，也可以區分高分子分散劑和低分子分散劑。特別是用難以分散的炭黑做實驗，很容易區別開來。一般低分子分散劑在高含量的炭黑分散中很難起到效果，潤濕不夠，進而造成顏料不能很好的分散，漿料粘度過高。而使用超分散劑就能很好的解決這個問題。
超分散劑具有更好的儲存穩定性。用超分散劑生產的色漿具有良好的儲存穩定性，可以長期儲存，低分子分散劑制備的色漿往往穩定性差，特別是用冷熱循環條件試驗，低分子分散劑制備的色漿很容易反粗或是絮凝。
超分散劑都有類似樹脂的特性，其分子量達到甚至是超過了涂料樹脂。根據這一點，可以很方便的鑒別。取適量分散劑，置于烘箱中烘干，如果得到的殘留物是固體的樹脂膜，則為高分子分散劑。需要注意的是，標準概念的超分散劑烘干后是淡黃色或者黃色的樹脂膜，如果殘留物是透明脆性的樹脂膜，這只能算是改性的丙烯酸樹脂，雖然具有一定的分散效果，但是仍然不能稱之為高分子分散劑。
超分散劑的應用
為獲得最佳分散效果，超分散劑的應用很關鍵。在加料順序上，如果是無機顏料，在極性含活性官能團的樹脂中可在樹脂前后添加，影響不是很大，因起作用的主要是樹脂，若無活性樹脂，使用超分散劑最好是先加顏料，再加分散劑，最后加樹脂。
分散劑添加量一般根據顏料表面的特性，尤其是酸堿性，比表面積的大小和形狀來設定超分散劑的添加量，通常以其在顏料粒子表面形成致密的單分子吸附層為最佳值，過多會提高成本，影響產品質量，過少則達不到分散效果。每種顏料在一個特定的分散體系中都存在一個最佳的濃度值，這個最佳值與顏料的比表面積，吸油量，漿料細度，砂磨時間和砂磨樹脂的特性有關，所以使用量一定要適宜，需反復多次試驗篩選而定。