In posljednji članak, predstavili smo pojavu disperzanata, neke mehanizme i funkcije disperzanata. U ovom odlomku ćemo istražiti vrste disperzanata u različitim periodima s historijom razvoja disperzanata.

Tradicionalno sredstvo za kvašenje i disperziju niske molekularne težine
Najraniji disperzant bila je trietanolaminska sol masne kiseline, koja je lansirana na tržište prije otprilike 100 godina. Ovaj disperzant je vrlo efikasan i ekonomičan u općim industrijskim primjenama boja. Nije nemoguće koristiti ga, a njegove početne performanse u srednje uljnim alkidnim sistemima nisu loše.

Od 1940-ih do 1970-ih, pigmenti koji su se koristili u industriji premaza bili su neorganski pigmenti i neki organski pigmenti koji se lakše disperguju. Disperzanti u ovom periodu su bile supstance slične surfaktantima, sa grupom za vezivanje pigmenta na jednom kraju i segmentom kompatibilnim sa smolom na drugom kraju. Većina molekula imala je samo jednu tačku vezivanja pigmenta.

Sa strukturne tačke gledišta, mogu se podijeliti u tri kategorije:

(1) derivati ​​masnih kiselina, uključujući amide masnih kiselina, soli amida masnih kiselina i polietere masnih kiselina. Na primjer, modificirane masne kiseline s blokovima koje je razvio BYK 1920-1930, a koje su bile soljene aminima dugog lanca da bi se dobio Anti-Terra U. Tu je i BYK-ov P104/104S s visokim funkcionalnim krajnjim grupama zasnovanim na reakciji adicije DA. BESM® 9116 od Shierlija je deflokulirajući disperzant i standardni disperzant u industriji kitova. Ima dobru kvašivost, svojstva protiv taloženja i stabilnost pri skladištenju. Također može poboljšati antikorozivna svojstva i široko se koristi u antikorozivnim prajmerima. BESM® 9104/9104S je također tipičan disperzant za kontroliranu flokulaciju s višestrukim sidrenim grupama. Može formirati mrežnu strukturu kada se dispergira, što je vrlo korisno u kontroli sedimentacije pigmenata i plutajuće boje. Budući da sirovine za disperziranje derivata masnih kiselina više ne ovise o petrohemijskim sirovinama, one su obnovljive.

(2) Polimeri organskih estera fosforne kiseline. Ova vrsta disperzanta ima univerzalnu sposobnost vezivanja za neorganske pigmente. Na primjer, BYK 110/180/111 i BESM® 9110/9108/9101 od Shierlija su odlična disperzanta za disperziju titan dioksida i neorganskih pigmenata, sa izvanrednim smanjenjem viskoznosti, razvojem boje i performansama skladištenja. Osim toga, BYK 103 i BESM® 9103 od Shierlija pokazuju odlične prednosti smanjenja viskoznosti i stabilnost skladištenja prilikom disperzije mat suspenzija.

(3) Nejonski alifatski polieteri i alkilfenol polioksietilen eteri. Molekularna težina ove vrste disperzanta je uglavnom manja od 2000 g/mol i više se fokusira na disperziju neorganskih pigmenata i punila. Oni mogu pomoći u vlaženju pigmenata tokom mljevenja, efikasno se adsorbovati na površinu neorganskih pigmenata i spriječiti stratifikaciju i taloženje pigmenata, te mogu kontrolisati flokulaciju i spriječiti plutajuće boje. Međutim, zbog male molekularne težine, ne mogu pružiti efikasnu sternu prepreku, niti mogu poboljšati sjaj i prepoznatljivost filma boje. Jonske sidrene grupe ne mogu se adsorbovati na površinu organskih pigmenata.

Disperzanti visoke molekularne težine
Organski pigmenti su se počeli koristiti u velikim količinama 1970. godine. ICI-jevi ftalocijaninski pigmenti, DuPont-ovi kvinakridonski pigmenti, CIBA-ini azo kondenzacijski pigmenti, Clariant-ovi benzimidazolonski pigmenti itd. su svi industrijalizirani i ušli na tržište 1970-ih. Originalna sredstva za kvašenje i dispergiranje niske molekularne težine više nisu mogla stabilizirati ove pigmente, te su počeli razvijati nova sredstva za dispergiranje visoke molekularne težine.

Ova vrsta disperzanta ima molekularnu težinu od 5000-25000 g/mol, s velikim brojem grupa za sidrenje pigmenta na molekuli. Glavni lanac polimera pruža široku kompatibilnost, a solvatirani bočni lanac pruža sternu prepreku, tako da su čestice pigmenta potpuno u deflokuliranom i stabilnom stanju. Disperzanti visoke molekularne težine mogu stabilizirati različite pigmente i potpuno riješiti probleme poput plutanja boje i plutanja, posebno za organske pigmente i čađ s malom veličinom čestica i lakom flokulacijom. Disperzanti visoke molekularne težine su svi deflokulirajući disperzanti s više grupa za sidrenje pigmenta na molekularnom lancu, što može snažno smanjiti viskoznost paste za boju, poboljšati čvrstoću nijansiranja pigmenta, sjaj i živost boje te poboljšati transparentnost transparentnih pigmenata. U sistemima na bazi vode, disperzanti visoke molekularne težine imaju odličnu otpornost na vodu i otpornost na saponifikaciju. Naravno, disperzanti visoke molekularne težine mogu imati i neke nuspojave, koje uglavnom proizlaze iz aminske vrijednosti disperzanta. Visoka aminska vrijednost će dovesti do povećane viskoznosti epoksidnih sistema tokom skladištenja; smanjeni period aktivacije dvokomponentnih poliuretana (korištenjem aromatičnih izocijanata); smanjena reaktivnost sistema koji se stvrdnjavaju kiselinom; i oslabljeni katalitički učinak kobaltnih katalizatora u alkidima koji se suše na zraku.

Sa stanovišta hemijske strukture, ova vrsta disperzanta se uglavnom dijeli u tri kategorije:

(1) Poliuretanski disperzanti visoke molekularne težine, koji su tipični poliuretanski disperzanti. Na primjer, BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063 i najnovija generacija poliuretanskih disperzanata BYK 2155 i BESM® 9248. Ova vrsta disperzanata pojavila se relativno rano i ima široku publiku. Ima dobra svojstva smanjenja viskoznosti i razvoja boje za organske pigmente i čađ, te je jednom postao standardni disperzant za organske pigmente. Najnovija generacija poliuretanskih disperzanata značajno je poboljšala i svojstva smanjenja viskoznosti i razvoja boje. BYK 170 i BESM® 9107 su pogodniji za sisteme katalizirane kiselinom. Disperzant nema aminsku vrijednost, što smanjuje rizik od aglomeracije tokom skladištenja boje i ne utiče na sušenje boje.

(2) Poliakrilatni disperzanti. Ovi disperzanti, kao što su BYK 190 i BESM® 9003, postali su univerzalni standardni disperzanti za premaze na bazi vode.

(3) Hiperrazgranati polimerni disperzanti. Najčešće korišteni hiperrazgranati polimerni disperzanti su Lubrizol 24000 i BESM® 9240, koji su amidi + imidi bazirani na dugolančanim poliesterima. Ova dva proizvoda su patentirani proizvodi koji se uglavnom oslanjaju na poliesterski lanac za stabilizaciju pigmenata. Njihova sposobnost rukovanja ugljičnim crnilom je i dalje odlična. Međutim, poliester će kristalizirati na niskim temperaturama i također će se taložiti u gotovoj boji. Ovaj problem znači da se 24000 može koristiti samo u bojama. Uostalom, može pokazati vrlo dobar razvoj boje i stabilnost kada se koristi za disperziju ugljičnog crnila u industriji boja. Kako bi se poboljšale performanse kristalizacije, Lubrizol 32500 i BESM® 9245 pojavili su se jedan za drugim. U poređenju s prve dvije kategorije, hiperrazgranati polimerni disperzanti imaju sferičnu molekularnu strukturu i visoko koncentrirane grupe afiniteta pigmenta, obično s izvanrednim razvojem boje i jačim performansama smanjenja viskoznosti. Kompatibilnost poliuretanskih disperzanata može se podesiti u širokom rasponu, uglavnom pokrivajući sve alkidne smole od dugog ulja do kratkog ulja, sve zasićene poliesterske smole i hidroksi akrilne smole, te mogu stabilizirati većinu ugljičnih čađi i organskih pigmenata različitih struktura. Budući da još uvijek postoji veliki broj različitih vrsta između molekularnih težina 6000-15000, kupci trebaju provjeriti kompatibilnost i količinu dodavanja.

Disperzanti za kontrolisanu polimerizaciju slobodnih radikala
Nakon 1990. godine, tržišna potražnja za disperzijama pigmenata dodatno je poboljšana i došlo je do proboja u tehnologiji sinteze polimera, te je razvijena najnovija generacija disperzanata za kontroliranu polimerizaciju slobodnih radikala.

Kontrolisana polimerizacija slobodnim radikalima (CFRP) ima precizno dizajniranu strukturu, sa sidrenom grupom na jednom kraju polimera i solvatiranim segmentom na drugom kraju. CFRP koristi iste monomere kao i konvencionalna polimerizacija, ali budući da su monomeri pravilnije raspoređeni na molekularnim segmentima, a raspodjela molekularne težine je ujednačenija, performanse sintetiziranog polimernog disperzanta imaju kvalitativni skok. Ova efikasna sidrena grupa značajno poboljšava sposobnost disperzanta protiv flokulacije i razvoj boje pigmenta. Precizno solvatirani segment daje disperzantu nižu viskoznost mljevenja paste za boje i visok dodatak pigmenta, a disperzant ima široku kompatibilnost sa različitim materijalima na bazi smole.

 

Razvoj modernih disperzanata za premaze ima historiju manju od 100 godina. Na tržištu postoji mnogo vrsta disperzanata za različite pigmente i sisteme. Glavni izvor sirovina za disperzante i dalje su petrohemijske sirovine. Povećanje udjela obnovljivih sirovina u disperzantima je vrlo obećavajući smjer razvoja. Procesom razvoja disperzanata, disperzanti postaju sve efikasniji. Bilo da se radi o sposobnosti smanjenja viskoznosti ili razvoju boje, a druge sposobnosti se istovremeno poboljšavaju, a ovaj proces će se nastaviti i u budućnosti.

Nanjing Reborn New Materials pružaSredstvo za disperziju i vlaženje boja i premaza, uključujući i neke koji odgovaraju Disperbyku.

 


Vrijeme objave: 25. april 2025.