In utolsó cikk, bemutattuk a diszpergálószerek megjelenését, néhány mechanizmusukat és funkciójukat. Ebben a részben a diszpergálószerek típusait vizsgáljuk meg különböző időszakokban, a diszpergálószerek fejlődéstörténetével együtt.
Hagyományos, kis molekulatömegű nedvesítő és diszpergálószer
A legkorábbi diszpergálószer a zsírsav trietanol-amin sója volt, amelyet körülbelül 100 évvel ezelőtt vezettek be a piacra. Ez a diszpergálószer nagyon hatékony és gazdaságos az általános ipari festékalkalmazásokban. Nem lehetetlen használni, és kezdeti teljesítménye közepes olajos alkid rendszerben nem rossz.
Az 1940-es és 1970-es években a bevonóiparban használt pigmentek szervetlen pigmentek és néhány könnyebben diszpergálható szerves pigment voltak. Az ebben az időszakban használt diszpergálószerek a felületaktív anyagokhoz hasonló anyagok voltak, egyik végén pigmentrögzítő csoporttal, a másik végén pedig gyantával kompatibilis szegmenssel. A legtöbb molekulának csak egy pigmentrögzítő pontja volt.
Szerkezeti szempontból három kategóriába sorolhatók:
(1) zsírsavszármazékok, beleértve a zsírsav-amidokat, zsírsav-amid sókat és zsírsav-poliétereket. Például a BYK által 1920-1930 között kifejlesztett módosított blokkos zsírsavak, amelyeket hosszú szénláncú aminokkal sóztak az Anti-Terra U előállításához. Létezik a BYK P104/104S terméke is, amely nagyszámú funkciós végcsoporttal rendelkezik, DA addíciós reakció alapján. A Shierli BESM® 9116 egy flokkulációs diszpergálószer és standard diszpergálószer a gittiparban. Jó nedvesíthetőségi képességgel, ülepedési gátló tulajdonságokkal és tárolási stabilitással rendelkezik. Javíthatja a korróziógátló tulajdonságokat is, és széles körben használják korróziógátló alapozókban. A BESM® 9104/9104S egy tipikus, szabályozott flokkulációs diszpergálószer is, több rögzítőcsoporttal. Diszpergáláskor hálózatos szerkezetet képezhet, ami nagyon hasznos a pigmentülepedés és a színleválás szabályozásában. Mivel a zsírsav-származék diszpergálószer alapanyagai már nem függenek a petrolkémiai alapanyagoktól, megújuló forrásokból származnak.
(2) Szerves foszforsav-észter polimerek. Ez a fajta diszpergálószer univerzális rögzítési képességgel rendelkezik a szervetlen pigmentekhez. Például a Shierli BYK 110/180/111 és BESM® 9110/9108/9101 termékei kiváló diszpergálószerek titán-dioxid és szervetlen pigmentek diszpergálására, kiemelkedő viszkozitáscsökkentéssel, színfejlődési képességgel és tárolási teljesítménnyel. Ezenkívül a Shierli BYK 103 és BESM® 9103 termékei egyaránt kiváló viszkozitáscsökkentési előnyöket és tárolási stabilitást mutatnak matt szuszpenziók diszpergálásakor.
(3) Nemionos alifás poliéterek és alkilfenol-polioxietilén-éterek. Az ilyen típusú diszpergálószerek molekulatömege általában kevesebb, mint 2000 g/mol, és inkább a szervetlen pigmentek és töltőanyagok diszpergálására összpontosítanak. Segíthetnek a pigmentek nedvesítésében őrlés közben, hatékonyan adszorbeálódhatnak a szervetlen pigmentek felületén, megakadályozhatják a pigmentek rétegződését és kicsapódását, valamint szabályozhatják a flokkulációt és megakadályozhatják a színek lebegését. Kis molekulatömegük miatt azonban nem biztosítanak hatékony szterikus gátlást, és nem javítják a festékfilm fényességét és megkülönböztethetőségét. Az ionos rögzítőcsoportok nem adszorbeálódnak a szerves pigmentek felületén.
Nagy molekulatömegű diszpergálószerek
1970-ben kezdték el nagy mennyiségben használni a szerves pigmenteket. Az ICI ftalocianin pigmentjei, a DuPont kinakridon pigmentjei, a CIBA azo kondenzációs pigmentjei, a Clariant benzimidazolon pigmentjei stb. mind iparosodtak és az 1970-es években kerültek piacra. Az eredeti kis molekulatömegű nedvesítő és diszpergálószerek már nem tudták stabilizálni ezeket a pigmenteket, és új, nagy molekulatömegű diszpergálószerek fejlesztése kezdődött.
Az ilyen típusú diszpergálószer molekulatömege 5000-25000 g/mol, és nagyszámú pigmentrögzítő csoportot tartalmaz a molekulán. A polimer főlánc széleskörű kompatibilitást biztosít, a szolvatált oldallánc pedig szterikus gátlást, így a pigmentrészecskék teljesen deflokkulált és stabil állapotban vannak. A nagy molekulatömegű diszpergálószerek stabilizálhatják a különféle pigmenteket, és teljes mértékben megoldhatják az olyan problémákat, mint a színleválás és a lebegés, különösen a kis részecskeméretű és könnyen flokkulálódó szerves pigmentek és korom esetében. A nagy molekulatömegű diszpergálószerek mind deflokkuláló diszpergálószerek, amelyek több pigmentrögzítő csoporttal rendelkeznek a molekulaláncon, ami jelentősen csökkentheti a színpaszta viszkozitását, javíthatja a pigment színezőerőjét, a festék fényességét és élénkségét, valamint javíthatja az átlátszó pigmentek átlátszóságát. Vizes alapú rendszerekben a nagy molekulatömegű diszpergálószerek kiváló vízállósággal és szappanosodási ellenállással rendelkeznek. Természetesen a nagy molekulatömegű diszpergálószereknek is lehetnek mellékhatásaik, amelyek főként a diszpergálószer aminértékéből adódnak. A magas aminérték a tárolás során az epoxi rendszerek viszkozitásának növekedéséhez vezet; a kétkomponensű poliuretánok csökkent aktiválási ideje (aromás izocianátok alkalmazásával); a savas kikeményedésű rendszerek csökkent reakcióképessége; és a kobaltkatalizátorok gyengült katalitikus hatása a levegőn száradó alkidokban.
A kémiai szerkezet szempontjából az ilyen típusú diszpergálószereket főként három kategóriába sorolják:
(1) Nagy molekulatömegű poliuretán diszpergálószerek, amelyek tipikus poliuretán diszpergálószerek. Például a BYK 160/161/163/164, a BESM® 9160/9161/9163/9164, az EFKA 4060/4061/4063, valamint a legújabb generációs poliuretán diszpergálószerek, a BYK 2155 és a BESM® 9248. Ez a típusú diszpergálószer viszonylag korán jelent meg, és széles körben elterjedt. Jó viszkozitáscsökkentő és színfejlődési tulajdonságokkal rendelkezik szerves pigmentek és korom esetében, és egykor a szerves pigmentek standard diszpergálószerévé vált. A legújabb generációs poliuretán diszpergálószerek jelentősen javították mind a viszkozitáscsökkentő, mind a színfejlődési tulajdonságokat. A BYK 170 és a BESM® 9107 alkalmasabbak savkatalizált rendszerekhez. A diszpergálószer nem tartalmaz aminértéket, ami csökkenti az agglomeráció kockázatát a festék tárolása során, és nem befolyásolja a festék száradását.
(2) Poliakrilát diszpergálószerek. Ezek a diszpergálószerek, mint például a BYK 190 és a BESM® 9003, univerzális standard diszpergálószerré váltak a vízbázisú bevonatok számára.
(3) Hiperelágazó polimer diszpergálószerek. A legszélesebb körben használt hiperelágazó polimer diszpergálószerek a Lubrizol 24000 és a BESM® 9240, amelyek hosszú szénláncú poliésztereken alapuló amidok + imidek. Ez a két termék szabadalmaztatott termék, amelyek főként a poliészter gerincre támaszkodnak a pigmentek stabilizálására. A koromkezelési képességük továbbra is kiváló. A poliészter azonban alacsony hőmérsékleten kristályosodik, és a kész festékben is kicsapódik. Ez a probléma azt jelenti, hogy a 24000 csak tintákban használható. Végül is nagyon jó színfejlődést és stabilitást mutathat, ha a tintaiparban korom diszpergálására használják. A kristályosodási teljesítmény javítása érdekében egymás után jelent meg a Lubrizol 32500 és a BESM® 9245. Az első két kategóriához képest a hiperelágazó polimer diszpergálószerek gömb alakú molekulaszerkezettel és erősen koncentrált pigment affinitási csoportokkal rendelkeznek, általában kiemelkedő színfejlődést és erősebb viszkozitáscsökkentő teljesítményt mutatnak. A poliuretán diszpergálószerek kompatibilitása széles tartományban állítható, főként az összes alkidgyantát lefedi a hosszú olajtól a rövid olajig, az összes telített poliészter gyantát és a hidroxi-akril gyantákat, és a legtöbb kormot és különféle szerkezetű szerves pigmentet stabilizálni tudják. Mivel még mindig nagyszámú különböző minőségű anyag létezik 6000-15000 molekulatömeg között, az ügyfeleknek szűrniük kell a kompatibilitást és az adagolási mennyiséget.
Szabályozható szabadgyökös polimerizációs diszpergálószerek
1990 után a pigmentdiszperziók iránti piaci kereslet tovább javult, áttörések történtek a polimerszintézis technológiájában, és kifejlesztették a szabályozott szabadgyökös polimerizációs diszpergálószerek legújabb generációját.
A szabályozható szabadgyökös polimerizáció (CFRP) precízen megtervezett szerkezettel rendelkezik, a polimer egyik végén egy rögzítőcsoporttal, a másik végén pedig egy szolvatált szegmenssel. A CFRP ugyanazokat a monomereket használja, mint a hagyományos polimerizáció, de mivel a monomerek szabályosabb elrendeződéssel rendelkeznek a molekuláris szegmenseken, és a molekulatömeg-eloszlás egyenletesebb, a szintetizált polimer diszpergálószer teljesítménye minőségi ugrást mutat. Ez a hatékony rögzítőcsoport nagymértékben javítja a diszpergálószer flokkulációgátló képességét és a pigment színfejlődését. A precíz szolvatált szegmens alacsonyabb színpaszta őrlési viszkozitást és magas pigmentadagolást biztosít a diszpergálószernek, és a diszpergálószer széles körben kompatibilis a különböző gyantaalapú anyagokkal.
A modern bevonó diszpergálószerek fejlesztése kevesebb mint 100 éves múltra tekint vissza. Számos különböző pigmenthez és rendszerhez számos diszpergálószer kapható a piacon. A diszpergálószerek alapanyagainak fő forrása továbbra is a petrolkémiai alapanyagok. A diszpergálószerekben a megújuló nyersanyagok arányának növelése nagyon ígéretes fejlesztési irány. A diszpergálószerek fejlesztési folyamatából kiindulva a diszpergálószerek egyre hatékonyabbá válnak. Akár a viszkozitáscsökkentő képességről, akár a színfejlesztésről van szó, más képességek is egyidejűleg javulnak, ez a folyamat a jövőben is folytatódni fog.
Nanjing Reborn New Materialsnedvesítő-diszpergálószer festékekhez és bevonatokhoz, beleértve néhányat, amelyek illeszkednek a Disperbyk szóhoz.
Közzététel ideje: 2025. április 25.