分散剤は、接着剤、塗料、プラスチック、プラスチック混合物などの媒体内の固体粒子を安定させるために使用される表面添加剤です。

かつて、塗料には基本的に分散剤は必要ありませんでした。アルキド塗料やニトロ塗料などのシステムでは分散剤は不要でした。分散剤はアクリル樹脂塗料やポリエステル樹脂塗料が登場するまで登場しませんでした。これは顔料の開発とも密接に関係しており、高級顔料の応用は分散剤の助けと切り離すことはできません。
分散剤は、接着剤、塗料、プラスチック、プラスチックブレンドなどの媒体中の固体粒子を安定化させるために使用される表面添加剤です。分散剤の一端は様々な分散媒体に溶解できる溶媒和鎖であり、他端は様々な顔料の表面に吸着して固体/液体界面(顔料/樹脂溶液)を形成する顔料アンカー基です。

樹脂溶液は顔料凝集体間の隙間に浸透する必要があります。すべての顔料は顔料凝集体、つまり顔料粒子の「集合体」として存在し、個々の顔料粒子間の内部空間には空気と水分が含まれています。粒子は端や角で互いに接触しており、粒子間の相互作用は比較的小さいため、これらの力は通常の分散装置で克服できます。一方、凝集体はより緻密で、個々の顔料粒子が面と面を接しているため、一次粒子に分散させることははるかに困難です。顔料分散粉砕プロセス中に、顔料凝集体は徐々に小さくなり、理想的な状況は一次粒子を得ることです。

顔料の粉砕プロセスは、次の3つのステップに分けられます。最初のステップは湿潤です。撹拌下で、顔料表面の空気と水分はすべて排出され、樹脂溶液に置き換えられます。分散剤は顔料の濡れ性を向上させ、固体/気体界面を固体/液体界面に変え、粉砕効率を向上させます。2番目のステップは、実際の顔料分散粉砕プロセスです。機械的エネルギー衝撃と剪断力により、顔料の凝集体が破壊され、粒子サイズが一次粒子まで縮小されます。顔料が機械力によって開かれると、分散剤はすぐに小さな粒子サイズの粒子を吸着して包み込みます。最後の3番目のステップでは、顔料分散液は、制御されていない凝集の形成を防ぐために十分に安定している必要があります。

適切な分散剤を使用することで、顔料粒子を再び接触させることなく、互いに適切な距離に保つことができます。ほとんどの用途では、安定した解凝集状態が求められます。用途によっては、制御された共凝集条件下で顔料分散液を安定に保つことができます。湿潤助剤は、顔料と樹脂溶液の表面張力の差を低減し、顔料凝集体の樹脂による濡れを促進します。一方、分散助剤は、顔料分散液の安定性を高めます。そのため、同じ製品が湿潤助剤と分散助剤の両方の機能を備えていることがよくあります。

顔料分散は、凝集状態から分散状態へのプロセスです。粒子径が小さくなり表面積が増加すると、系の表面エネルギーも増加します。
系の表面エネルギーは自発的に減少する過程であるため、表面積の増加が顕著であればあるほど、粉砕工程において外部から加えるエネルギーは大きくなり、系の分散安定性を維持するためには分散剤の安定化効果がより強く求められます。一般的に、無機顔料は粒子径が大きく、比表面積が低く、表面極性が高いため、分散・安定化が容易です。一方、各種有機顔料やカーボンブラックは粒子径が小さく、比表面積が大きく、表面極性が低いため、分散・安定化がより困難です。

したがって、分散剤は主に3つの性能を提供します:(1)顔料の濡れ性を向上させ、粉砕効率を向上させる。(2)粘度を下げ、基材との適合性を向上させ、光沢、画像の豊かさと鮮明さを向上させ、保存安定性を向上させる。(3)顔料の着色力と顔料濃度を高め、色着色安定性を向上させる。

南京リボーンニューマテリアルは塗料およびコーティング剤用の湿潤分散剤(Disperbyk に一致するものも含む)

In 次の記事分散剤の発展の歴史とともに、さまざまな時代の分散剤の種類を探ります。


投稿日時: 2025年4月25日