In τελευταίο άρθρο, παρουσιάσαμε την εμφάνιση των διασπορέων, ορισμένους μηχανισμούς και λειτουργίες των διασπορέων. Σε αυτό το απόσπασμα, θα εξερευνήσουμε τους τύπους διασπορέων σε διαφορετικές περιόδους με το ιστορικό ανάπτυξης των διασπορέων.
Παραδοσιακός παράγοντας διαβροχής και διασποράς χαμηλού μοριακού βάρους
Το πρώτο διασπορικό μέσο ήταν το άλας τριαιθανολαμίνης λιπαρού οξέος, το οποίο κυκλοφόρησε στην αγορά πριν από περίπου 100 χρόνια. Αυτό το διασπορικό μέσο είναι πολύ αποτελεσματικό και οικονομικό σε γενικές εφαρμογές βιομηχανικής βαφής. Δεν είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθεί και η αρχική του απόδοση σε σύστημα μεσαίου αλκυδικού λαδιού δεν είναι κακή.
Από τη δεκαετία του 1940 έως τη δεκαετία του 1970, οι χρωστικές που χρησιμοποιούνταν στη βιομηχανία επιστρώσεων ήταν ανόργανες χρωστικές και ορισμένες οργανικές χρωστικές που ήταν πιο εύκολο να διασπαρθούν. Τα διαλυτικά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ήταν ουσίες παρόμοιες με τις επιφανειοδραστικές ουσίες, με μια ομάδα αγκύρωσης χρωστικής στο ένα άκρο και ένα τμήμα συμβατό με ρητίνη στο άλλο άκρο. Τα περισσότερα μόρια είχαν μόνο ένα σημείο αγκύρωσης χρωστικής.
Από δομικής άποψης, μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες:
(1) παράγωγα λιπαρών οξέων, συμπεριλαμβανομένων αμιδίων λιπαρών οξέων, αλάτων αμιδίων λιπαρών οξέων και πολυαιθέρων λιπαρών οξέων. Για παράδειγμα, τα τροποποιημένα λιπαρά οξέα με μπλοκ που αναπτύχθηκαν από την BYK το 1920-1930, τα οποία αλατίστηκαν με αμίνες μακράς αλυσίδας για να ληφθεί το Anti-Terra U. Υπάρχει επίσης το P104/104S της BYK με ακραίες ομάδες υψηλής λειτουργικότητας που βασίζονται στην αντίδραση προσθήκης DA. Το BESM® 9116 από την Shierli είναι ένα διασπορέας αποκροκίδωσης και ένα τυπικό διασπορέας στη βιομηχανία στόκου. Έχει καλή διαβρεξιμότητα, ιδιότητες κατά της καθίζησης και σταθερότητα αποθήκευσης. Μπορεί επίσης να βελτιώσει τις αντιδιαβρωτικές ιδιότητες και χρησιμοποιείται ευρέως σε αντιδιαβρωτικά αστάρια. Το BESM® 9104/9104S είναι επίσης ένα τυπικό διασπορέας ελεγχόμενης συσσωμάτωσης με πολλαπλές ομάδες αγκύρωσης. Μπορεί να σχηματίσει μια δομή δικτύου όταν διασπείρεται, η οποία είναι πολύ χρήσιμη στον έλεγχο της καθίζησης των χρωστικών και του αιωρούμενου χρώματος. Δεδομένου ότι οι πρώτες ύλες διασποράς παράγωγων λιπαρών οξέων δεν εξαρτώνται πλέον από πετροχημικές πρώτες ύλες, είναι ανανεώσιμες.
(2) Οργανικά πολυμερή εστέρων φωσφορικού οξέος. Αυτός ο τύπος διασπορέα έχει μια καθολική ικανότητα αγκύρωσης για ανόργανες χρωστικές. Για παράδειγμα, τα BYK 110/180/111 και BESM® 9110/9108/9101 από την Shierli είναι εξαιρετικά διασπορέα για τη διασπορά διοξειδίου του τιτανίου και ανόργανων χρωστικών, με εξαιρετική μείωση του ιξώδους, ανάπτυξη χρώματος και απόδοση αποθήκευσης. Επιπλέον, τα BYK 103 και BESM® 9103 από την Shierli παρουσιάζουν εξαιρετικά πλεονεκτήματα μείωσης του ιξώδους και σταθερότητα αποθήκευσης κατά τη διασπορά ματ πολτών.
(3) Μη ιονικοί αλειφατικοί πολυαιθέρες και αιθέρες αλκυλοφαινόλης πολυοξυαιθυλενίου. Το μοριακό βάρος αυτού του τύπου διασποράς είναι γενικά μικρότερο από 2000 g/mol και επικεντρώνεται περισσότερο στη διασπορά ανόργανων χρωστικών και πληρωτικών. Μπορούν να βοηθήσουν στην διαβροχή των χρωστικών κατά την άλεση, να προσροφηθούν αποτελεσματικά στην επιφάνεια των ανόργανων χρωστικών και να αποτρέψουν τη στρωματοποίηση και την καθίζηση των χρωστικών, και μπορούν να ελέγξουν τη συσσωμάτωση και να αποτρέψουν την επιπλέουσα χρώση. Ωστόσο, λόγω του μικρού μοριακού βάρους, δεν μπορούν να παρέχουν αποτελεσματική στερεοχημική παρεμπόδιση, ούτε μπορούν να βελτιώσουν τη γυαλάδα και τη διακριτότητα της μεμβράνης βαφής. Οι ιοντικές ομάδες αγκύρωσης δεν μπορούν να προσροφηθούν στην επιφάνεια των οργανικών χρωστικών.
Διαλυτικά υψηλού μοριακού βάρους
Το 1970, άρχισαν να χρησιμοποιούνται οργανικές χρωστικές σε μεγάλες ποσότητες. Οι χρωστικές φθαλοκυανίνης της ICI, οι χρωστικές κινακριδόνης της DuPont, οι αζωχρωστικές συμπύκνωσης της CIBA, οι χρωστικές βενζιμιδαζολόνης της Clariant κ.λπ. βιομηχανοποιήθηκαν και εισήλθαν στην αγορά τη δεκαετία του 1970. Οι αρχικοί παράγοντες διαβροχής και διασποράς χαμηλού μοριακού βάρους δεν μπορούσαν πλέον να σταθεροποιήσουν αυτές τις χρωστικές και άρχισαν να αναπτύσσονται νέοι διασπορείς υψηλού μοριακού βάρους.
Αυτός ο τύπος διασπορέα έχει μοριακό βάρος 5000-25000 g/mol, με μεγάλο αριθμό ομάδων αγκύρωσης χρωστικής στο μόριο. Η κύρια αλυσίδα του πολυμερούς παρέχει ευρεία συμβατότητα και η διαλυτωμένη πλευρική αλυσίδα παρέχει στερεοχημική παρεμπόδιση, έτσι ώστε τα σωματίδια της χρωστικής να βρίσκονται πλήρως σε αποκροκιδωμένη και σταθερή κατάσταση. Τα διασπορέα υψηλού μοριακού βάρους μπορούν να σταθεροποιήσουν διάφορες χρωστικές και να λύσουν πλήρως προβλήματα όπως το αιωρούμενο χρώμα και η αιωρούμενη επιφάνεια, ειδικά για οργανικές χρωστικές και αιθάλη με μικρό μέγεθος σωματιδίων και εύκολη συσσωμάτωση. Τα διασπορέα υψηλού μοριακού βάρους είναι όλα διασπορέα αποκροκιδωτικής δράσης με πολλαπλές ομάδες αγκύρωσης χρωστικής στη μοριακή αλυσίδα, οι οποίες μπορούν να μειώσουν σημαντικά το ιξώδες της χρωματικής πάστας, να βελτιώσουν την αντοχή της χρωστικής, τη γυαλάδα και τη ζωντάνια της βαφής και να βελτιώσουν τη διαφάνεια των διαφανών χρωστικών. Σε συστήματα με βάση το νερό, τα διασπορέα υψηλού μοριακού βάρους έχουν εξαιρετική αντοχή στο νερό και αντοχή στη σαπωνοποίηση. Φυσικά, τα διασπορέα υψηλού μοριακού βάρους μπορεί επίσης να έχουν ορισμένες παρενέργειες, οι οποίες προέρχονται κυρίως από την αμινομάδα του διασπορέα. Η υψηλή αμινομάδα θα οδηγήσει σε αυξημένο ιξώδες των εποξειδικών συστημάτων κατά την αποθήκευση. μειωμένη περίοδος ενεργοποίησης πολυουρεθανών δύο συστατικών (χρησιμοποιώντας αρωματικά ισοκυανικά άλατα)· μειωμένη αντιδραστικότητα συστημάτων σκλήρυνσης με οξύ· και εξασθενημένη καταλυτική δράση καταλυτών κοβαλτίου σε αλκυδικά οξέα που ξηραίνονται στον αέρα.
Από την άποψη της χημικής δομής, αυτός ο τύπος διασπορέα χωρίζεται κυρίως σε τρεις κατηγορίες:
(1) Διασπορείς πολυουρεθάνης υψηλού μοριακού βάρους, οι οποίοι είναι τυπικοί διασπορείς πολυουρεθάνης. Για παράδειγμα, BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063, και η τελευταία γενιά διασπορέων πολυουρεθάνης BYK 2155 και BESM® 9248. Αυτός ο τύπος διασπορέα εμφανίστηκε σχετικά νωρίς και έχει ευρύ κοινό. Έχει καλές ιδιότητες μείωσης του ιξώδους και ανάπτυξης χρώματος για οργανικές χρωστικές και αιθάλη, και κάποτε έγινε το τυπικό διασπορέα για οργανικές χρωστικές. Η τελευταία γενιά διασπορέων πολυουρεθάνης έχει βελτιώσει σημαντικά τόσο τις ιδιότητες μείωσης του ιξώδους όσο και τις ιδιότητες ανάπτυξης χρώματος. Τα BYK 170 και BESM® 9107 είναι πιο κατάλληλα για συστήματα που καταλύονται από οξύ. Το διασπορέα δεν έχει αμινοτιμή, γεγονός που μειώνει τον κίνδυνο συσσωμάτωσης κατά την αποθήκευση του χρώματος και δεν επηρεάζει την ξήρανση του χρώματος.
(2) Πολυακρυλικά διασπορευτικά. Αυτά τα διασπορευτικά, όπως τα BYK 190 και BESM® 9003, έχουν γίνει καθολικά πρότυπα διασπορευτικά για επιστρώσεις με βάση το νερό.
(3) Διαλυτικά υπερδιακλαδωμένων πολυμερών. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υπερδιακλαδωμένα διαλυτικά είναι τα Lubrizol 24000 και BESM® 9240, τα οποία είναι αμίδια + ιμίδια με βάση πολυεστέρες μακράς αλυσίδας. Αυτά τα δύο προϊόντα είναι κατοχυρωμένα με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας προϊόντα που βασίζονται κυρίως στον πολυεστερικό σκελετό για τη σταθεροποίηση των χρωστικών. Η ικανότητά τους να διαχειρίζονται το μαύρο άνθρακα εξακολουθεί να είναι εξαιρετική. Ωστόσο, ο πολυεστέρας κρυσταλλώνεται σε χαμηλές θερμοκρασίες και επίσης καθιζάνει στο τελικό χρώμα. Αυτό το πρόβλημα σημαίνει ότι το 24000 μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε μελάνια. Άλλωστε, μπορεί να δείξει πολύ καλή ανάπτυξη χρώματος και σταθερότητα όταν χρησιμοποιείται για τη διασπορά του μαύρου άνθρακα στη βιομηχανία μελανιών. Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση κρυστάλλωσης, τα Lubrizol 32500 και BESM® 9245 εμφανίστηκαν το ένα μετά το άλλο. Σε σύγκριση με τις δύο πρώτες κατηγορίες, τα υπερδιακλαδωμένα πολυμερή διαλυτικά έχουν σφαιρική μοριακή δομή και ομάδες συγγένειας χρωστικών υψηλής συγκέντρωσης, συνήθως με εξαιρετική ανάπτυξη χρώματος και ισχυρότερη απόδοση μείωσης του ιξώδους. Η συμβατότητα των πολυουρεθανικών διασπορέων μπορεί να ρυθμιστεί σε ένα ευρύ φάσμα, καλύπτοντας κυρίως όλες τις αλκυδικές ρητίνες από μακρύ λάδι έως βραχύ λάδι, όλες τις κορεσμένες πολυεστερικές ρητίνες και τις υδροξυλοακρυλικές ρητίνες, και μπορεί να σταθεροποιήσει τις περισσότερες αιθαλικές ρητίνες και τις οργανικές χρωστικές διαφόρων δομών. Δεδομένου ότι εξακολουθεί να υπάρχει μεγάλος αριθμός διαφορετικών ποιοτήτων με μοριακά βάρη μεταξύ 6000-15000, οι πελάτες πρέπει να ελέγχουν τη συμβατότητα και την ποσότητα προσθήκης.
Ελεγχόμενα διασπορείς πολυμερισμού ελεύθερων ριζών
Μετά το 1990, η ζήτηση της αγοράς για διασπορά χρωστικών βελτιώθηκε περαιτέρω και σημειώθηκαν σημαντικές ανακαλύψεις στην τεχνολογία σύνθεσης πολυμερών, ενώ αναπτύχθηκε και η τελευταία γενιά ελεγχόμενων διασπορέων πολυμερισμού ελεύθερων ριζών.
Ο ελεγχόμενος πολυμερισμός ελεύθερων ριζών (CFRP) έχει μια ακριβώς σχεδιασμένη δομή, με μια ομάδα αγκύρωσης στο ένα άκρο του πολυμερούς και ένα διαλυτωμένο τμήμα στο άλλο άκρο. Το CFRP χρησιμοποιεί τα ίδια μονομερή με τον συμβατικό πολυμερισμό, αλλά επειδή τα μονομερή είναι διατεταγμένα πιο τακτικά στα μοριακά τμήματα και η κατανομή του μοριακού βάρους είναι πιο ομοιόμορφη, η απόδοση του συνθετικού πολυμερούς διασπορέα έχει ένα ποιοτικό άλμα. Αυτή η αποτελεσματική ομάδα αγκύρωσης βελτιώνει σημαντικά την ικανότητα αντικροκίδωσης του διασπορέα και την ανάπτυξη χρώματος της χρωστικής. Το ακριβές διαλυτωμένο τμήμα δίνει στο διασπορέα χαμηλότερο ιξώδες άλεσης χρωματικής πάστας και υψηλή προσθήκη χρωστικής, και το διασπορέα έχει ευρεία συμβατότητα με διάφορα υλικά βάσης ρητίνης.
Η ανάπτυξη σύγχρονων διασπορέων επιστρώσεων έχει ιστορία μικρότερη των 100 ετών. Υπάρχουν πολλά είδη διασπορέων για διάφορες χρωστικές και συστήματα στην αγορά. Η κύρια πηγή πρώτων υλών διασπορέων εξακολουθεί να είναι οι πετροχημικές πρώτες ύλες. Η αύξηση του ποσοστού ανανεώσιμων πρώτων υλών στα διασπορείς είναι μια πολύ πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση ανάπτυξης. Από τη διαδικασία ανάπτυξης των διασπορέων, οι διασπορείς γίνονται όλο και πιο αποτελεσματικοί. Είτε πρόκειται για την ικανότητα μείωσης του ιξώδους είτε για την ανάπτυξη χρώματος και άλλες ικανότητες βελτιώνονται ταυτόχρονα, αυτή η διαδικασία θα συνεχιστεί στο μέλλον.
Η Nanjing Reborn New Materials παρέχειδιαλυτικό μέσο διαβροχής για χρώματα και επιστρώσεις, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων που ταιριάζουν με το Disperbyk.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Απριλίου 2025