In darrer article, hem introduït l'aparició dels dispersants, alguns mecanismes i funcions dels dispersants. En aquest passatge, explorarem els tipus de dispersants en diferents períodes amb la història del desenvolupament dels dispersants.

Agent humectant i dispersant tradicional de baix pes molecular
El primer dispersant va ser la sal de trietanolamina d'àcid gras, que es va llançar al mercat fa uns 100 anys. Aquest dispersant és molt eficient i econòmic en aplicacions generals de pintura industrial. No és impossible utilitzar-lo, i el seu rendiment inicial en sistemes alquídics d'oli mitjà no és dolent.

Entre les dècades del 1940 i del 1970, els pigments utilitzats a la indústria dels recobriments eren pigments inorgànics i alguns pigments orgànics que eren més fàcils de dispersar. Els dispersants durant aquest període eren substàncies similars als tensioactius, amb un grup d'ancoratge de pigments a un extrem i un segment compatible amb la resina a l'altre extrem. La majoria de les molècules només tenien un punt d'ancoratge de pigments.

Des d'un punt de vista estructural, es poden dividir en tres categories:

(1) derivats d'àcids grassos, incloent-hi amides d'àcids grassos, sals d'amida d'àcids grassos i polièters d'àcids grassos. Per exemple, els àcids grassos modificats amb blocs desenvolupats per BYK entre 1920 i 1930, que es van salar amb amines de cadena llarga per obtenir Anti-Terra U. També hi ha el P104/104S de BYK amb grups terminals funcionals alts basats en la reacció d'addició de DA. El BESM® 9116 de Shierli és un dispersant desfloculant i un dispersant estàndard a la indústria de la massilla. Té bona humectabilitat, propietats antisedimentació i estabilitat d'emmagatzematge. També pot millorar les propietats anticorrosió i s'utilitza àmpliament en imprimacions anticorrosió. El BESM® 9104/9104S també és un dispersant típic de floculació controlada amb múltiples grups d'ancoratge. Pot formar una estructura de xarxa quan es dispersa, cosa que és molt útil per controlar la sedimentació dels pigments i el color flotant. Com que les matèries primeres dispersants de derivats d'àcids grassos ja no depenen de les matèries primeres petroquímiques, són renovables.

(2) Polímers d'èster d'àcid fosfòric orgànic. Aquest tipus de dispersant té una capacitat d'ancoratge universal per a pigments inorgànics. Per exemple, BYK 110/180/111 i BESM® 9110/9108/9101 de Shierli són dispersants excel·lents per dispersar diòxid de titani i pigments inorgànics, amb una reducció de la viscositat, un desenvolupament del color i un rendiment d'emmagatzematge excepcionals. A més, BYK 103 i BESM® 9103 de Shierli mostren excel·lents avantatges de reducció de la viscositat i estabilitat d'emmagatzematge en dispersar suspensions mates.

(3) Polièters alifàtics no iònics i èters d'alquilfenol polioxietilè. El pes molecular d'aquest tipus de dispersant és generalment inferior a 2000 g/mol, i se centra més en la dispersió de pigments i farcits inorgànics. Poden ajudar a humitejar els pigments durant la mòlta, adsorbir eficaçment a la superfície dels pigments inorgànics i prevenir l'estratificació i la precipitació dels pigments, i poden controlar la floculació i evitar els colors flotants. Tanmateix, a causa del petit pes molecular, no poden proporcionar un impediment estèric eficaç, ni poden millorar la brillantor i la distinció de la pel·lícula de pintura. Els grups d'ancoratge iònics no es poden adsorbir a la superfície dels pigments orgànics.

Dispersants d'alt pes molecular
El 1970, els pigments orgànics van començar a utilitzar-se en grans quantitats. Els pigments de ftalocianina d'ICI, els pigments de quinacridona de DuPont, els pigments de condensació azoica de CIBA, els pigments de benzimidazolona de Clariant, etc. es van industrialitzar i van entrar al mercat a la dècada de 1970. Els agents humectants i dispersants originals de baix pes molecular ja no podien estabilitzar aquests pigments i es van començar a desenvolupar nous dispersants d'alt pes molecular.

Aquest tipus de dispersant té un pes molecular de 5000-25000 g/mol, amb un gran nombre de grups d'ancoratge de pigments a la molècula. La cadena principal del polímer proporciona una àmplia compatibilitat, i la cadena lateral solvatada proporciona un impediment estèric, de manera que les partícules de pigment es troben completament en un estat desfloculat i estable. Els dispersants d'alt pes molecular poden estabilitzar diversos pigments i resoldre completament problemes com el color flotant i la flotació, especialment per a pigments orgànics i negre de carboni amb una mida de partícula petita i fàcil floculació. Els dispersants d'alt pes molecular són tots dispersants desfloculants amb múltiples grups d'ancoratge de pigments a la cadena molecular, que poden reduir fortament la viscositat de la pasta de color, millorar la força de coloració del pigment, la brillantor i la vivacitat de la pintura i millorar la transparència dels pigments transparents. En els sistemes a base d'aigua, els dispersants d'alt pes molecular tenen una excel·lent resistència a l'aigua i resistència a la saponificació. Per descomptat, els dispersants d'alt pes molecular també poden tenir alguns efectes secundaris, que provenen principalment del valor d'amina del dispersant. Un valor d'amina elevat conduirà a un augment de la viscositat dels sistemes epoxi durant l'emmagatzematge; període d'activació reduït dels poliuretans de dos components (utilitzant isocianats aromàtics); reactivitat reduïda dels sistemes de curat àcid; i efecte catalític debilitat dels catalitzadors de cobalt en alquídics d'assecat a l'aire.

Des del punt de vista de l'estructura química, aquest tipus de dispersant es divideix principalment en tres categories:

(1) Dispersants de poliuretà d'alt pes molecular, que són dispersants de poliuretà típics. Per exemple, BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063 i l'última generació de dispersants de poliuretà BYK 2155 i BESM® 9248. Aquest tipus de dispersant va aparèixer relativament aviat i té una àmplia audiència. Té bones propietats de reducció de la viscositat i de desenvolupament del color per a pigments orgànics i negre de carboni, i en el seu moment es va convertir en el dispersant estàndard per a pigments orgànics. L'última generació de dispersants de poliuretà ha millorat significativament tant les propietats de reducció de la viscositat com les de desenvolupament del color. BYK 170 i BESM® 9107 són més adequats per a sistemes catalitzats per àcids. El dispersant no té valor d'amina, cosa que redueix el risc d'aglomeració durant l'emmagatzematge de la pintura i no afecta l'assecat de la pintura.

(2) Dispersants de poliacrilat. Aquests dispersants, com ara el BYK 190 i el BESM® 9003, s'han convertit en dispersants estàndard universals per a recobriments a base d'aigua.

(3) Dispersants de polímers hiperramificats. Els dispersants hiperramificats més utilitzats són Lubrizol 24000 i BESM® 9240, que són amides + imides basades en polièsters de cadena llarga. Aquests dos productes són productes patentats que es basen principalment en la cadena principal de polièster per estabilitzar els pigments. La seva capacitat per gestionar el negre de carboni continua sent excel·lent. Tanmateix, el polièster cristal·litzarà a baixes temperatures i també precipitarà a la pintura acabada. Aquest problema significa que el 24000 només es pot utilitzar en tintes. Al cap i a la fi, pot mostrar un desenvolupament de color i una estabilitat molt bons quan s'utilitza per dispersar negre de carboni a la indústria de la tinta. Per tal de millorar el rendiment de cristal·lització, Lubrizol 32500 i BESM® 9245 van aparèixer un darrere l'altre. En comparació amb les dues primeres categories, els dispersants de polímers hiperramificats tenen una estructura molecular esfèrica i grups d'afinitat de pigments altament concentrats, generalment amb un desenvolupament de color excepcional i un rendiment de reducció de la viscositat més fort. La compatibilitat dels dispersants de poliuretà es pot ajustar en un ampli rang, cobrint principalment totes les resines alquídiques, des d'oli llarg fins a oli curt, totes les resines de polièster saturat i les resines hidroxil acríliques, i pot estabilitzar la majoria de negres de carboni i pigments orgànics de diverses estructures. Com que encara hi ha un gran nombre de graus diferents entre 6000 i 15000 pesos moleculars, els clients han de comprovar la compatibilitat i la quantitat afegida.

Dispersants de polimerització de radicals lliures controlables
Després de 1990, la demanda del mercat de dispersió de pigments va millorar encara més i hi va haver avenços en la tecnologia de síntesi de polímers, i es va desenvolupar la darrera generació de dispersants de polimerització de radicals lliures controlats.

La polimerització de radicals lliures controlable (CFRP) té una estructura dissenyada amb precisió, amb un grup d'ancoratge a un extrem del polímer i un segment solvat a l'altre extrem. El CFRP utilitza els mateixos monòmers que la polimerització convencional, però com que els monòmers estan disposats més regularment en els segments moleculars i la distribució del pes molecular és més uniforme, el rendiment del dispersant de polímer sintetitzat té un salt qualitatiu. Aquest grup d'ancoratge eficient millora considerablement la capacitat antifloculació del dispersant i el desenvolupament del color del pigment. El segment solvat precís proporciona al dispersant una viscositat de mòlta de pasta de color més baixa i una alta addició de pigment, i el dispersant té una àmplia compatibilitat amb diversos materials base de resina.

El desenvolupament de dispersants de recobriments moderns té una història de menys de 100 anys. Hi ha molts tipus de dispersants per a diversos pigments i sistemes al mercat. La principal font de matèries primeres dispersants continuen sent les matèries primeres petroquímiques. Augmentar la proporció de matèries primeres renovables en els dispersants és una direcció de desenvolupament molt prometedora. A partir del procés de desenvolupament de dispersants, els dispersants són cada cop més eficients. Tant si es tracta de la capacitat de reducció de la viscositat com del desenvolupament del color i altres capacitats que milloren simultàniament, aquest procés continuarà en el futur.

Nanjing Reborn New Materials proporcionaagent dispersant humectant per a pintures i recobriments, incloent-hi alguns que coincideixen amb Disperbyk.