In pēdējais raksts, mēs iepazīstinājām ar disperģētāju parādīšanos, dažiem disperģētāju mehānismiem un funkcijām. Šajā fragmentā mēs izpētīsim disperģētāju veidus dažādos periodos, ņemot vērā disperģētāju attīstības vēsturi.
Tradicionāls mitrinošs un disperģējošs līdzeklis ar zemu molekulmasu
Agrākais disperģētājs bija taukskābes trietanolamīna sāls, kas tirgū tika laists aptuveni pirms 100 gadiem. Šis disperģētājs ir ļoti efektīvs un ekonomisks vispārējā rūpnieciskās krāsošanas pielietojumā. To nav neiespējami izmantot, un tā sākotnējā veiktspēja vidējas eļļas alkīda sistēmā nav slikta.
No 20. gs. četrdesmitajiem līdz septiņdesmitajiem gadiem pārklājumu rūpniecībā izmantotie pigmenti bija neorganiskie pigmenti un daži organiskie pigmenti, kurus bija vieglāk disperģēt. Šajā periodā disperģētāji bija virsmaktīvajām vielām līdzīgas vielas ar pigmenta piesaistes grupu vienā galā un ar sveķiem saderīgu segmentu otrā galā. Lielākajai daļai molekulu bija tikai viens pigmenta piesaistes punkts.
No strukturālā viedokļa tos var iedalīt trīs kategorijās:
(1) taukskābju atvasinājumi, tostarp taukskābju amīdi, taukskābju amīdu sāļi un taukskābju poliēteri. Piemēram, BYK 1920.–1930. gadā izstrādātās modificētās taukskābes ar blokiem, kuras tika sālītas ar garķēžu amīniem, lai iegūtu Anti-Terra U. Ir arī BYK P104/104S ar augstu funkcionālo gala grupu skaitu, pamatojoties uz DA pievienošanas reakciju. Shierli ražotais BESM® 9116 ir deflokulējošs disperģētājs un standarta disperģētājs špakteles rūpniecībā. Tam ir laba mitrināmība, pretnosēšanās īpašības un uzglabāšanas stabilitāte. Tas var arī uzlabot pretkorozijas īpašības un tiek plaši izmantots pretkorozijas gruntskrāsās. BESM® 9104/9104S ir arī tipisks kontrolētas flokulācijas disperģētājs ar vairākām piesaistes grupām. Disperģējot tas var veidot tīklveida struktūru, kas ir ļoti noderīgi pigmenta nogulsnēšanās un peldošas krāsas kontrolēšanā. Tā kā taukskābju atvasinājumu disperģētāju izejvielas vairs nav atkarīgas no naftas ķīmijas izejvielām, tās ir atjaunojamas.
(2) Organiskie fosforskābes estera polimēri. Šāda veida disperģētājam piemīt universāla saistīšanas spēja neorganiskiem pigmentiem. Piemēram, Shierli ražotie BYK 110/180/111 un BESM® 9110/9108/9101 ir lieliski disperģētājvielas titāna dioksīda un neorganisko pigmentu disperģēšanai, ar izcilu viskozitātes samazināšanu, krāsas attīstību un uzglabāšanas veiktspēju. Turklāt gan Shierli ražotie BYK 103, gan BESM® 9103 uzrāda lieliskas viskozitātes samazināšanas priekšrocības un uzglabāšanas stabilitāti, disperģējot matētas suspensijas.
(3) Nejonu alifātiskie poliēteri un alkilfenolu polioksietilēna ēteri. Šāda veida disperģētāja molekulmasa parasti ir mazāka par 2000 g/mol, un tas vairāk koncentrējas uz neorganisko pigmentu un pildvielu dispersiju. Tie var palīdzēt samitrināt pigmentus slīpēšanas laikā, efektīvi adsorbēties uz neorganisko pigmentu virsmas un novērst pigmentu stratifikāciju un nogulsnēšanos, kā arī var kontrolēt flokulāciju un novērst krāsu peldēšanu. Tomēr mazās molekulmasas dēļ tie nevar nodrošināt efektīvu sterisku barjeru, kā arī nevar uzlabot krāsas plēves spīdumu un atšķirību. Jonu piesaistes grupas nevar adsorbēties uz organisko pigmentu virsmas.
Augstas molekulmasas disperģētāji
1970. gadā organiskos pigmentus sāka izmantot lielos daudzumos. ICI ftalocianīna pigmenti, DuPont hinakridona pigmenti, CIBA azo kondensācijas pigmenti, Clariant benzimidazolona pigmenti u.c. tika industrializēti un tirgū nonāca 20. gadsimta 70. gados. Sākotnējie zemas molekulmasas mitrinošie un disperģējošie līdzekļi vairs nespēja stabilizēt šos pigmentus, un sāka izstrādāt jaunus augstas molekulmasas disperģējošus līdzekļus.
Šāda veida disperģētājam ir molekulmasa 5000–25000 g/mol, un molekulā ir liels skaits pigmenta piesaistes grupu. Polimēra galvenā ķēde nodrošina plašu saderību, un solvatētā sānu ķēde nodrošina sterisku šķērsli, lai pigmenta daļiņas būtu pilnībā deflokulētā un stabilā stāvoklī. Augstas molekulmasas disperģētājvielas var stabilizēt dažādus pigmentus un pilnībā atrisināt tādas problēmas kā krāsas peldēšana un peldēšana, īpaši organiskajiem pigmentiem un melnajai oglei ar mazu daļiņu izmēru un vieglu flokulāciju. Augstas molekulmasas disperģētājvielas ir deflokulējoši disperģētājvielas ar vairākām pigmenta piesaistes grupām molekulārajā ķēdē, kas var ievērojami samazināt krāsas pastas viskozitāti, uzlabot pigmenta tonēšanas stiprību, krāsas spīdumu un spilgtumu, kā arī uzlabot caurspīdīgo pigmentu caurspīdīgumu. Ūdens bāzes sistēmās augstas molekulmasas disperģētājvielām ir lieliska ūdensizturība un izturība pret saponifikāciju. Protams, augstas molekulmasas disperģētājvielām var būt arī dažas blakusparādības, kas galvenokārt rodas no disperģētājvielas amīnu vērtības. Augsta amīnu vērtība uzglabāšanas laikā palielinās epoksīdsistēmu viskozitāti; divkomponentu poliuretānu (izmantojot aromātiskus izocianātus) samazināts aktivācijas periods; samazināta skābi cietējošu sistēmu reaģētspēja; un kobalta katalizatoru katalītiskā efekta pavājināšanās gaisā žūstošos alkīdos.
No ķīmiskās struktūras viedokļa šāda veida disperģētāji galvenokārt tiek iedalīti trīs kategorijās:
(1) Augstas molekulmasas poliuretāna disperģētāji, kas ir tipiski poliuretāna disperģētāji. Piemēram, BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063 un jaunākās paaudzes poliuretāna disperģētāji BYK 2155 un BESM® 9248. Šāda veida disperģētāji parādījās salīdzinoši agri un tiem ir plaša auditorija. Tam ir labas viskozitātes samazināšanas un krāsas attīstības īpašības organiskajiem pigmentiem un melnajai oglei, un tas savulaik kļuva par standarta disperģētāju organiskajiem pigmentiem. Jaunākās paaudzes poliuretāna disperģētāji ir ievērojami uzlabojuši gan viskozitātes samazināšanas, gan krāsas attīstības īpašības. BYK 170 un BESM® 9107 ir piemērotāki skābju katalizētām sistēmām. Disperģētājam nav amīnu vērtības, kas samazina aglomerācijas risku krāsas uzglabāšanas laikā un neietekmē krāsas žūšanu.
(2) Poliakrilāta disperģētāji. Šie disperģētāji, piemēram, BYK 190 un BESM® 9003, ir kļuvuši par universāliem standarta disperģētājiem pārklājumiem uz ūdens bāzes.
(3) Hiperzarotu polimēru disperģētāji. Visplašāk izmantotie hiperzarotu polimēru disperģētāji ir Lubrizol 24000 un BESM® 9240, kas ir amīdi + imīdi, kuru pamatā ir garķēžu poliesteri. Šie divi produkti ir patentēti produkti, kas galvenokārt balstās uz poliestera pamatķēdi pigmentu stabilizēšanai. To spēja tikt galā ar kvēpiem joprojām ir lieliska. Tomēr poliesters kristalizējas zemā temperatūrā un arī nogulsnējas gatavajā krāsā. Šī problēma nozīmē, ka 24000 var izmantot tikai tintēs. Galu galā, tas var uzrādīt ļoti labu krāsas attīstību un stabilitāti, ja to izmanto kvēpu disperģēšanai tintes rūpniecībā. Lai uzlabotu kristalizācijas veiktspēju, viens pēc otra parādījās Lubrizol 32500 un BESM® 9245. Salīdzinot ar pirmajām divām kategorijām, hiperzarotu polimēru disperģētājiem ir sfēriska molekulārā struktūra un ļoti koncentrētas pigmentu afinitātes grupas, parasti ar izcilu krāsas attīstību un spēcīgāku viskozitātes samazināšanas veiktspēju. Poliuretāna disperģētāju saderību var regulēt plašā diapazonā, galvenokārt aptverot visus alkīda sveķus no garās eļļas līdz īsajai eļļai, visus piesātinātos poliestera sveķus un hidroksilakrila sveķus, un tie var stabilizēt lielāko daļu kvēpu un dažādu struktūru organiskos pigmentus. Tā kā joprojām ir liels skaits dažādu klašu ar molekulmasu no 6000 līdz 15000, klientiem ir jāveic saderības un pievienošanas daudzuma pārbaude.
Kontrolējami brīvo radikāļu polimerizācijas disperģētāji
Pēc 1990. gada pigmentu dispersijas tirgus pieprasījums vēl vairāk uzlabojās, un polimēru sintēzes tehnoloģijā tika gūti sasniegumi, un tika izstrādāta jaunākās paaudzes kontrolētas brīvo radikāļu polimerizācijas disperģētāji.
Kontrolējamai brīvo radikāļu polimerizācijai (CFRP) ir precīzi izstrādāta struktūra ar piesaistes grupu vienā polimēra galā un solvatētu segmentu otrā galā. CFRP izmanto tos pašus monomērus kā parastajā polimerizācijā, bet, tā kā monomēri ir regulārāk izvietoti molekulārajos segmentos un molekulmasas sadalījums ir vienmērīgāks, sintezētā polimēra disperģētāja veiktspēja ir kvalitatīvi uzlabojusies. Šī efektīvā piesaistes grupa ievērojami uzlabo disperģētāja antiflokulācijas spēju un pigmenta krāsas attīstību. Precīzs solvatētais segments piešķir disperģētājam zemāku krāsas pastas malšanas viskozitāti un augstu pigmenta pievienojumu, un disperģētājam ir plaša saderība ar dažādiem sveķu bāzes materiāliem.
Mūsdienu pārklājumu disperģētāju izstrādes vēsture ir mazāka par 100 gadiem. Tirgū ir pieejami daudzi dažādu pigmentu un sistēmu disperģētāju veidi. Galvenais disperģētāju izejvielu avots joprojām ir naftas ķīmijas izejvielas. Atjaunojamo izejvielu īpatsvara palielināšana disperģētājos ir ļoti daudzsološs attīstības virziens. No disperģētāju izstrādes procesa disperģētāji kļūst arvien efektīvāki. Neatkarīgi no tā, vai tā ir viskozitātes samazināšanas spēja vai krāsas attīstība, un citas spējas uzlabojas vienlaikus, šis process turpināsies arī nākotnē.
Nanjing Reborn New Materials nodrošinamitrinošs disperģējošs līdzeklis krāsām un pārklājumiem, ieskaitot dažus, kas atbilst Disperbyk.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 25. aprīlis