固体表面の解離したイオン構造と選択的なイオン吸着により、液相中に分散した固体粒子は電荷を帯びます。系全体が電気的に中性であるため、適切な数の対イオンが隣接する液体中に存在する必要があります。スターンのモデルに従い、吸着結合層と拡散層からなる電気二重層について説明します。
2つの粒子が互いに近づくと、二重層は互いに影響し合います。電荷が反対の場合、二重層は互いに引き付け合い、電荷が同じ場合、二重層は互いに反発し合います。これらの静電気力と引き合うロンドン-ファンデルワール力の相互作用は、DLVO理論によって示されます。
添加剤は、顔料粒子の表面電荷に大きな影響を与えます。目標とする強い電荷の生成は、高い反発電位をもたらし、それによって凝集を抑制します。高分子電解質は、このように機能する分散剤として特に適しています。そのポリマー構造により、顔料表面に容易かつ持続的に吸着することができ、その多数のイオン性基がかなりの表面電荷をもたらします。
このタイプの安定化は、基本的に水系に限られます。なぜなら、ここでしか（水の誘電率が高いため）十分に強い電荷を生成できないからです。原理的には、このメカニズムは有機溶剤系でも機能しますが、表面電荷ははるかに低く、すなわち電気二重層の厚さはかなり薄くなり、多くの場合、凝集を効果的に防ぐには不十分とならざるを得ません。
誘電率と並んで、イオン濃度と、とりわけイオンの価数は、電気二重層に強い影響を与えます。高イオン濃度や多価イオンは（たとえ低濃度であっても）安定化を著しく悪化させ、完全に機能しなくなることさえあり得ます。
吸着結合層（Stern層）と拡散層
静電効果を用いる塗料業界で使用される標準的な分散剤には、カリウム塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩としてのポリリン酸塩とポリアクリル酸塩が含まれます。
電荷への影響と同時に、場合によっては（ポリマー構造に依存するが）立体効果による安定化への寄与も見られます。ポリアクリレートの構造はバインダーに似ているため、ポリリン酸エステルよりも乾燥膜への影響が抑えられます。リン酸塩は、系内の多価イオン（カルシウムなど）をキレート化するのに適しており、安定化メカニズムに対するこれらのイオンの悪影響を排除できるという利点もあります。
この種の分散剤は、何十年もの間、水系エマルション塗料に使用され、現在も使用され続けています。
水系用の高分子電解質ベースの分散剤は純粋な分散剤であり、実質的に顔料の湿潤特性を持たない。従って、顔料の湿潤性も改善したい場合は、適切な湿潤剤と組み合わせる必要があります。
