水性自分散颜料的关键在于表面改性：通过特定化学反应在颜料颗粒表面引入亲水/可电离基团，使颗粒表面形成稳定的亲水层与/或电荷层，从而在水性体系中无需额外添加分散助剂（如分散剂、表面活性剂、水溶性树脂等）也能形成较稳定的分散体。

工程上常见的表面处理方式包括：1、重氮处理（重氮盐表面接枝）：将含磺酸基/羧基等基团的小分子通过重氮盐反应固定到颜料表面，构建亲水带电层；2、氧化处理：在颗粒表面生成或增加羧基、羟基、羰基等含氧官能团，提高表面极性与可电离性；3、真空等离子体处理：提升表面能并引入极性基团，改善润湿过程与分散稳定性。

一、重氮处理（重氮盐表面接枝）

重氮盐表面接枝是一类典型的水性自分散改性路线，可将磺酸盐/羧酸盐等强亲水基团以共价方式固定到颜料表面，从而构建稳定的亲水带电层。在许多专利文件都可以看到类似的工艺路线介绍。

1、什么是重氮化反应？

重氮化反应是指：伯芳胺（Ar–NH₂）在强酸水溶液（常用盐酸或硫酸）中，与亚硝酸（通常由 NaNO₂ 在酸中原位生成）反应，生成芳香重氮盐（Ar–N₂⁺X^-）的过程。反应一般在0–5 ℃条件下进行，以减少重氮盐分解并抑制副反应。

2、它为什么能用于“自分散颜料”的表面改性？

重氮化本身只是“造出重氮盐”。关键在下一步：重氮盐可以作为表面接枝的活性中间体，把带亲水基团的芳香片段固定到颜料颗粒表面，从而让颜料“自带稳定层”。

3、重氮盐表面接枝机理

重氮化与表面接枝机理（见下图），伯芳胺（苯环–NH₂，且带 R = –COOH/–SO₃H 等亲水基团）在酸性条件下与 NaNO₂ 发生重氮化，生成芳香重氮盐 Ar–N₂⁺X^-（X^- 为酸根阴离子）。随后，重氮盐在颜料颗粒表面脱氮（N₂↑）并发生共价接枝，使带亲水基团的芳香片段固定在颗粒表面，从而提高表面亲水性与 zeta 电位（颗粒表面电势），实现水性自分散稳定。

重氮化与表面接枝机理

二、氧化处理

氧化处理属于较常见的表面官能化路线，通过氧化方式在颜料颗粒表面生成或增加–COOH、–OH、C=O等含氧官能团，提高表面极性与可电离性，从而改善水润湿与分散稳定性。该路线在炭黑等碳材料上应用尤为典型。

三、真空等离子体处理

真空等离子体处理是一种“更干净”的表面活化/官能化方式，可在较少引入盐类残留的前提下提升颗粒表面能，并引入极性基团，从而改善润湿起步与分散稳定性。在对杂质、离子残留更敏感的体系（如喷墨）中具有优势。

编辑整理：粉体圈Alpha