水性自分散顏料的關鍵在于表面改性：通過特定化學反應在顏料顆粒表面引入親水/可電離基團，使顆粒表面形成穩定的親水層與/或電荷層，從而在水性體系中無需額外添加分散助劑（如分散劑、表面活性劑、水溶性樹脂等）也能形成較穩定的分散體。

工程上常見的表面處理方式包括：1、重氮處理（重氮鹽表面接枝）：將含磺酸基/羧基等基團的小分子通過重氮鹽反應固定到顏料表面，構建親水帶電層；2、氧化處理：在顆粒表面生成或增加羧基、羥基、羰基等含氧官能團，提高表面極性與可電離性；3、真空等離子體處理：提升表面能并引入極性基團，改善潤濕過程與分散穩定性。

一、重氮處理（重氮鹽表面接枝）

重氮鹽表面接枝是一類典型的水性自分散改性路線，可將磺酸鹽/羧酸鹽等強親水基團以共價方式固定到顏料表面，從而構建穩定的親水帶電層。在許多專利文件都可以看到類似的工藝路線介紹。

1、什么是重氮化反應？

重氮化反應是指：伯芳胺（Ar–NH₂）在強酸水溶液（常用鹽酸或硫酸）中，與亞硝酸（通常由 NaNO₂ 在酸中原位生成）反應，生成芳香重氮鹽（Ar–N₂⁺X^-）的過程。反應一般在0–5 ℃條件下進行，以減少重氮鹽分解并抑制副反應。

2、它為什么能用于“自分散顏料”的表面改性？

重氮化本身只是“造出重氮鹽”。關鍵在下一步：重氮鹽可以作為表面接枝的活性中間體，把帶親水基團的芳香片段固定到顏料顆粒表面，從而讓顏料“自帶穩定層”。

3、重氮鹽表面接枝機理

重氮化與表面接枝機理（見下圖），伯芳胺（苯環–NH₂，且帶 R = –COOH/–SO₃H 等親水基團）在酸性條件下與 NaNO₂ 發生重氮化，生成芳香重氮鹽 Ar–N₂⁺X^-（X^- 為酸根陰離子）。隨后，重氮鹽在顏料顆粒表面脫氮（N₂↑）并發生共價接枝，使帶親水基團的芳香片段固定在顆粒表面，從而提高表面親水性與 zeta 電位（顆粒表面電勢），實現水性自分散穩定。

重氮化與表面接枝機理

二、氧化處理

氧化處理屬于較常見的表面官能化路線，通過氧化方式在顏料顆粒表面生成或增加–COOH、–OH、C=O等含氧官能團，提高表面極性與可電離性，從而改善水潤濕與分散穩定性。該路線在炭黑等碳材料上應用尤為典型。

三、真空等離子體處理

真空等離子體處理是一種“更干凈”的表面活化/官能化方式，可在較少引入鹽類殘留的前提下提升顆粒表面能，并引入極性基團，從而改善潤濕起步與分散穩定性。在對雜質、離子殘留更敏感的體系（如噴墨）中具有優勢。

編輯整理：粉體圈Alpha