In último artigo, presentamos a aparición dos dispersantes, algúns mecanismos e funcións dos dispersantes. Nesta pasaxe, exploraremos os tipos de dispersantes en diferentes períodos coa historia do desenvolvemento dos dispersantes.

Axente humectante e dispersante tradicional de baixo peso molecular
O primeiro dispersante foi a sal de trietanolamina de ácido graxo, que se lanzou ao mercado hai uns 100 anos. Este dispersante é moi eficiente e económico en aplicacións xerais de pintura industrial. Non é imposible usalo, e o seu rendemento inicial no sistema alquídico de aceite medio non é malo.

Nas décadas de 1940 a 1970, os pigmentos empregados na industria dos revestimentos eran pigmentos inorgánicos e algúns pigmentos orgánicos que eran máis fáciles de dispersar. Os dispersantes durante este período eran substancias similares aos surfactantes, cun grupo de ancoraxe de pigmentos nun extremo e un segmento compatible coa resina no outro. A maioría das moléculas só tiñan un punto de ancoraxe de pigmentos.

Desde o punto de vista estrutural, pódense dividir en tres categorías:

(1) derivados de ácidos graxos, incluíndo amidas de ácidos graxos, sales de amida de ácidos graxos e poliéteres de ácidos graxos. Por exemplo, os ácidos graxos modificados con bloques desenvolvidos por BYK entre 1920 e 1930, que foron salgados con aminas de cadea longa para obter Anti-Terra U. Tamén existe o P104/104S de BYK con grupos terminais funcionais de alto nivel baseado na reacción de adición de DA. BESM® 9116 de Shierli é un dispersante desfloculante e un dispersante estándar na industria da masilla. Ten boa mollabilidade, propiedades antisedimentación e estabilidade de almacenamento. Tamén pode mellorar as propiedades anticorrosión e úsase amplamente en imprimacións anticorrosión. BESM® 9104/9104S tamén é un dispersante de floculación controlada típico con múltiples grupos de ancoraxe. Pode formar unha estrutura de rede cando se dispersa, o que é moi útil para controlar a sedimentación de pigmentos e a cor flotante. Dado que as materias primas dispersantes de derivados de ácidos graxos xa non dependen de materias primas petroquímicas, son renovables.

(2) Polímeros de éster de ácido fosfórico orgánico. Este tipo de dispersante ten unha capacidade de ancoraxe universal para pigmentos inorgánicos. Por exemplo, BYK 110/180/111 e BESM® 9110/9108/9101 de Shierli son excelentes dispersantes para dispersar dióxido de titanio e pigmentos inorgánicos, cunha redución da viscosidade, desenvolvemento da cor e rendemento de almacenamento excepcionais. Ademais, BYK 103 e BESM® 9103 de Shierli mostran excelentes vantaxes de redución da viscosidade e estabilidade de almacenamento ao dispersar suspensións mate.

(3) Poliéteres alifáticos non iónicos e éteres de alquilfenol polioxietileno. O peso molecular deste tipo de dispersante é xeralmente inferior a 2000 g/mol e céntrase máis na dispersión de pigmentos e recheos inorgánicos. Poden axudar a humedecer os pigmentos durante a moenda, adsorben eficazmente na superficie dos pigmentos inorgánicos e evitan a estratificación e precipitación dos pigmentos, e poden controlar a floculación e evitar as cores flotantes. Non obstante, debido ao pequeno peso molecular, non poden proporcionar un impedimento estérico eficaz nin poden mellorar o brillo e a distinción da película de pintura. Os grupos de ancoraxe iónicos non se poden adsorber na superficie dos pigmentos orgánicos.

Dispersantes de alto peso molecular
En 1970, os pigmentos orgánicos comezaron a usarse en grandes cantidades. Os pigmentos de ftalocianina de ICI, os pigmentos de quinacridona de DuPont, os pigmentos de condensación azoica de CIBA, os pigmentos de benzimidazolona de Clariant, etc., industrializáronse e entraron no mercado na década de 1970. Os axentes humectantes e dispersantes orixinais de baixo peso molecular xa non podían estabilizar estes pigmentos e comezaron a desenvolverse novos dispersantes de alto peso molecular.

Este tipo de dispersante ten un peso molecular de 5000-25000 g/mol, cun gran número de grupos de ancoraxe de pigmentos na molécula. A cadea principal do polímero proporciona unha ampla compatibilidade e a cadea lateral solvatada proporciona un impedimento estérico, de xeito que as partículas de pigmento estean completamente nun estado desfloculado e estable. Os dispersantes de alto peso molecular poden estabilizar varios pigmentos e resolver completamente problemas como a cor flotante e a flotación, especialmente para pigmentos orgánicos e negro de carbono con partículas pequenas e fácil floculación. Os dispersantes de alto peso molecular son todos dispersantes desfloculantes con múltiples grupos de ancoraxe de pigmentos na cadea molecular, o que pode reducir fortemente a viscosidade da pasta de cor, mellorar a forza de tintura do pigmento, o brillo e a viveza da pintura e mellorar a transparencia dos pigmentos transparentes. Nos sistemas a base de auga, os dispersantes de alto peso molecular teñen unha excelente resistencia á auga e á saponificación. Por suposto, os dispersantes de alto peso molecular tamén poden ter algúns efectos secundarios, que proveñen principalmente do valor de amina do dispersante. Un alto valor de amina levará a un aumento da viscosidade dos sistemas epoxi durante o almacenamento; período de activación reducido de poliuretanos de dous compoñentes (usando isocianatos aromáticos); reactividade reducida dos sistemas de curado con ácido; e efecto catalítico debilitado dos catalizadores de cobalto en alquídicos de secado ao aire.

Desde o punto de vista da estrutura química, este tipo de dispersante divídese principalmente en tres categorías:

(1) Dispersantes de poliuretano de alto peso molecular, que son dispersantes de poliuretano típicos. Por exemplo, BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063 e a última xeración de dispersantes de poliuretano BYK 2155 e BESM® 9248. Este tipo de dispersante apareceu relativamente cedo e ten unha ampla audiencia. Ten boas propiedades de redución da viscosidade e desenvolvemento da cor para pigmentos orgánicos e negro de carbono, e converteuse no dispersante estándar para pigmentos orgánicos. A última xeración de dispersantes de poliuretano mellorou significativamente tanto as propiedades de redución da viscosidade como o desenvolvemento da cor. BYK 170 e BESM® 9107 son máis axeitados para sistemas catalizados por ácido. O dispersante non ten valor amínico, o que reduce o risco de aglomeración durante o almacenamento da pintura e non afecta o secado da pintura.

(2) Dispersantes de poliacrilato. Estes dispersantes, como o BYK 190 e o BESM® 9003, convertéronse en dispersantes estándar universais para revestimentos a base de auga.

(3) Dispersantes poliméricos hiperramificados. Os dispersantes poliméricos hiperramificados máis empregados son o Lubrizol 24000 e o BESM® 9240, que son amidas + imidas baseadas en poliésteres de cadea longa. Estes dous produtos son produtos patentados que se basean principalmente na cadea principal de poliéster para estabilizar os pigmentos. A súa capacidade para manexar o negro de carbono segue sendo excelente. Non obstante, o poliéster cristalizará a baixas temperaturas e tamén precipitará na pintura acabada. Este problema significa que o 24000 só se pode usar en tintas. Despois de todo, pode mostrar un desenvolvemento de cor e estabilidade moi bos cando se usa para dispersar o negro de carbono na industria das tintas. Co fin de mellorar o rendemento de cristalización, o Lubrizol 32500 e o BESM® 9245 apareceron un tras outro. En comparación coas dúas primeiras categorías, os dispersantes poliméricos hiperramificados teñen unha estrutura molecular esférica e grupos de afinidade de pigmento altamente concentrados, xeralmente cun desenvolvemento de cor excepcional e un maior rendemento de redución da viscosidade. A compatibilidade dos dispersantes de poliuretano pódese axustar nunha ampla gama, abarcando principalmente todas as resinas alquídicas, desde as de aceite longo ata as de aceite curto, todas as resinas de poliéster saturadas e as resinas hidroxi acrílicas, e pode estabilizar a maioría dos negros de carbón e pigmentos orgánicos de diversas estruturas. Dado que aínda existe un gran número de graos diferentes entre 6000 e 15000 pesos moleculares, os clientes deben comprobar a compatibilidade e a cantidade de adición.

Dispersantes de polimerización de radicais libres controlables
Despois de 1990, a demanda do mercado de dispersión de pigmentos mellorou aínda máis e producíronse avances na tecnoloxía de síntese de polímeros, e desenvolveuse a última xeración de dispersantes de polimerización de radicais libres controlados.

A polimerización de radicais libres controlable (CFRP) ten unha estrutura deseñada con precisión, cun grupo de ancoraxe nun extremo do polímero e un segmento solvatado no outro extremo. O CFRP usa os mesmos monómeros que a polimerización convencional, pero debido a que os monómeros están dispostos de forma máis regular nos segmentos moleculares e a distribución do peso molecular é máis uniforme, o rendemento do dispersante polimérico sintetizado dá un salto cualitativo. Este eficiente grupo de ancoraxe mellora en gran medida a capacidade antifloculación do dispersante e o desenvolvemento da cor do pigmento. O segmento solvatado preciso dálle ao dispersante unha menor viscosidade de moenda da pasta de cor e unha alta adición de pigmento, e o dispersante ten unha ampla compatibilidade con varios materiais base de resina.

O desenvolvemento de dispersantes de revestimento modernos ten unha historia de menos de 100 anos. Existen moitos tipos de dispersantes para diversos pigmentos e sistemas no mercado. A principal fonte de materias primas dispersantes segue a ser as materias primas petroquímicas. Aumentar a proporción de materias primas renovables nos dispersantes é unha dirección de desenvolvemento moi prometedora. A partir do proceso de desenvolvemento de dispersantes, estes son cada vez máis eficientes. Tanto se se trata da capacidade de redución da viscosidade como do desenvolvemento da cor e outras capacidades están a mellorar simultaneamente, este proceso continuará no futuro.

Nanjing Reborn New Materials ofreceaxente dispersante humectante para pinturas e revestimentos, incluíndo algunhas que coinciden con Disperbyk.