(四)炭黑常用分散劑及其性質
(1)聚合物蠟
聚合物蠟是分子量較低的聚合物，是色母粒加工中使用的最重要的一類分散劑。聚合物蠟包括聚乙烯蠟、豪丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、EVA蠟等，其中聚乙烯蠟最為常用。聚乙烯蠟的分子量一般在100~8000之間，結構與聚乙烯類似，可以分為高密度和低密度兩種類型，這主要取決于其分子中支鏈的數(shù)目和長度。由制造方法的不同，聚乙烯蠟可被分為聚合型和裂解型兩種，前者是在聚乙烯聚合時控制生成的低分子產物，后者由聚藝烯高溫裂化而得。顯然，與聚合型相比，裂解型的聚乙烯蠟具有更寬的分子量分布。其他聚合物蠟與之類似，但各有不同的結構和用途。
蠟的選用主要依據(jù)色母粒所用載體樹脂的種類，其次是依據(jù)被著色樹脂的種類。蠟與上述兩種樹脂必須有較好的相容性。相容性與蠟的密度和結晶度、熔體黏度等有關，分子的極性對其有重要影響。非極性的聚乙烯蠟通常用來分散聚乙烯或聚丙烯中的顏料，而極性的氧化聚乙烯蠟更適合于聚苯乙烯、苯乙烯共聚物和聚氯乙烯。聚丙烯蠟顯然最適用于聚丙烯載體中
德國BASF公司曾用如下工藝制得藍色母粒:顏料為酞菁藍，以聚乙烯作為載體樹脂，添加12%的聚乙烯蠟(Luwax AL3)并在Sigma捏合機中混煉15min。母粒中顏料含量分別為25%、30%和40%。而后測定色母粒的著色強度，并以相同工藝制造的無蠟樣品作對比，結果可見加入聚乙烯蠟后色母粒的看色力大為提高，特別是對高顏料含量的體系，聚乙烯蠟更顯得不可缺少。含42%酞菁藍的色母粒，加入12%的Luwax AL3,其著色強度提高75%。
(2) 偶聯(lián)劑
偶聯(lián)劑是一類具有兩性結構的物質，其分子中一部分基團可與固體填料表面通過化學或物理作用結合，面另一部分基團具有親聚合物的特性。可與高分子鏈發(fā)生化學反應或物理纏繞，從而在界面上搭起“分子橋”，將填料和聚合物結合起來。
目前常用的偶聯(lián)劑可以分為硅燒、鉻化合物、鈦酸酯和鋁酸脂四大類，其中后兩者較適用于顏料-熱塑性樹脂體系。典型代表為三異硬脂?；佀岙惐?TTS)，其偶聯(lián)機理如下:
色母粒制造時加入偶聯(lián)劑，可以改善顏料與載體樹脂的親和性，增強潤濕與滲透，促進分散。同時還能改善體系的加工性能，降低體系黏度，保證在更高的顏料含量下順利擠出。
一般偶聯(lián)劑的添加量以顏料的 0. 3%~3%計，常用0. 5%~1%。
(3)其他分散劑 硬脂酸系列 (硬脂酸鎂、硬脂酸鋅等)是常用的分散劑。一般ABS色母粒中常用硬脂酸鎂，HIPS 中用硬脂酸鋅，透明PS中則采用熔點135~ 145C左右的硬脂酸乙二胺[CH3 (CH2)16 CONH (CH2 )2NHCO(CHz)16CH3] 或磷酸三(甲苯)酯。
據(jù)日本專利報道，改進的硬脂酸系列分散能力更好。用C18H37OCH2COONa分散TiO2顏料，加人5%就能超過加入20%硬脂酸鎂的水平。
超分散劑是近年來新興的一類用于固體在非水介質中分散的聚合物型分散劑。其分子結構一般含有兩功能性部分，錨固基團和溶劑化鏈。錨固基團可以通過離子對、氫鍵或范德華力以單點或多點的形式牢固結合在固體顆粒的表面上，具有一定長度的與聚合物介質有良好相容性的溶劑化鏈伸展到周圍介質中，
超分散劑應用于色母粒時，不但可以通過“偶聯(lián)”作用增強顏料與載體樹脂的親和性，使?jié)櫇窀讓崿F(xiàn)，而且還能夠在顏料粒子表面形成有效的空間位阻，防止粒子的重新聚集。
應用于炭黑分散體系的超分散劑一般具有多點復合的錨固基團。這種結構通過若干個結合力較弱的基團代替一個強的結合，使超分散劑在炭黑表面牢固吸附。另外，溶劑化鏈的長度也是影響超分散劑使用效果的重要因素。若溶劑化鏈過短，則無法在顏料表面形成有效的空間屏障;過長，則可能由于發(fā)生相互纏繞而使顏料粒子聚集。適中的長度約含30~40個碳原子。
據(jù)報道，美國采用某種結構的超分散劑應用于炭黑含量40%的低密度聚乙烯色母粒的加工，可使色母粒著色力提高20%以上。同時，擠出產量提高60%。
