In siste artikkel, introduserte vi fremveksten av dispergeringsmidler, noen mekanismer og funksjoner til dispergeringsmidler. I denne delen skal vi utforske typene dispergeringsmidler i ulike perioder med utviklingshistorien til dispergeringsmidler.

Tradisjonelt lavmolekylært fukte- og dispergeringsmiddel
Det tidligste dispergeringsmiddelet var trietanolaminsalt av fettsyre, som ble lansert på markedet for omtrent 100 år siden. Dette dispergeringsmiddelet er svært effektivt og økonomisk i generelle industrielle malingsapplikasjoner. Det er ikke umulig å bruke det, og dets innledende ytelse i middels oljebaserte alkydsystemer er ikke dårlig.

I 1940- til 1970-årene var pigmentene som ble brukt i beleggindustrien uorganiske pigmenter og noen organiske pigmenter som var lettere å dispergere. Dispergeringsmidler i denne perioden var stoffer som lignet på overflateaktive stoffer, med en pigmentforankringsgruppe i den ene enden og et harpikskompatibelt segment i den andre enden. De fleste molekyler hadde bare ett pigmentforankringspunkt.

Fra et strukturelt synspunkt kan de deles inn i tre kategorier:

(1) fettsyrederivater, inkludert fettsyreamider, fettsyreamidsalter og fettsyrepolyetere. For eksempel de modifiserte fettsyrene med blokker utviklet av BYK i 1920-1930, som ble saltet med langkjedede aminer for å oppnå Anti-Terra U. Det finnes også BYKs P104/104S med høyfunksjonelle endegrupper basert på DA-addisjonsreaksjon. BESM® 9116 fra Shierli er et deflokkulerende dispergeringsmiddel og et standard dispergeringsmiddel i kittindustrien. Det har god fuktbarhet, anti-sedimenteringsegenskaper og lagringsstabilitet. Det kan også forbedre korrosjonshindrende egenskaper og er mye brukt i korrosjonshindrende grunninger. BESM® 9104/9104S er også et typisk kontrollert flokkuleringsdispergeringsmiddel med flere forankringsgrupper. Det kan danne en nettverksstruktur når det dispergeres, noe som er svært nyttig for å kontrollere pigmentsedimentasjon og flytende farge. Siden råvarer for dispergering av fettsyrederivater ikke lenger er avhengige av petrokjemiske råvarer, er de fornybare.

(2) Organiske fosforsyreesterpolymerer. Denne typen dispergeringsmiddel har en universell forankringsevne for uorganiske pigmenter. For eksempel er BYK 110/180/111 og BESM® 9110/9108/9101 fra Shierli utmerkede dispergeringsmidler for dispergering av titandioksid og uorganiske pigmenter, med enestående viskositetsreduksjon, fargeutvikling og lagringsytelse. I tillegg viser BYK 103 og BESM® 9103 fra Shierli begge utmerkede fordeler med viskositetsreduksjon og lagringsstabilitet ved dispergering av matte oppslemminger.

(3) Ikke-ioniske alifatiske polyetere og alkylfenolpolyoksyetyletere. Molekylvekten til denne typen dispergeringsmiddel er vanligvis mindre enn 2000 g/mol, og den fokuserer mer på dispersjon av uorganiske pigmenter og fyllstoffer. De kan bidra til å fukte pigmentene under sliping, effektivt adsorbere på overflaten av uorganiske pigmenter og forhindre lagdeling og utfelling av pigmenter, og kan kontrollere flokkulering og forhindre flytende farger. På grunn av den lave molekylvekten kan de imidlertid ikke gi effektiv sterisk hindring, og de kan heller ikke forbedre glansen og distinktheten til malingsfilmen. Ioniske forankringsgrupper kan ikke adsorberes på overflaten av organiske pigmenter.

Dispergeringsmidler med høy molekylvekt
I 1970 begynte man å bruke organiske pigmenter i store mengder. ICIs ftalocyaninpigmenter, DuPonts kinakridonpigmenter, CIBAs azokondensasjonspigmenter, Clariants benzimidazolonpigmenter osv. ble alle industrialisert og kom på markedet på 1970-tallet. De opprinnelige lavmolekylære fukte- og dispergeringsmidlene kunne ikke lenger stabilisere disse pigmentene, og nye høymolekylære dispergeringsmidler begynte å bli utviklet.

Denne typen dispergeringsmiddel har en molekylvekt på 5000–25 000 g/mol, med et stort antall pigmentforankringsgrupper på molekylet. Polymerens hovedkjede gir bred kompatibilitet, og den solvatiserte sidekjeden gir sterisk hindring, slik at pigmentpartiklene er fullstendig deflokkulert og stabile. Høymolekylære dispergeringsmidler kan stabilisere forskjellige pigmenter og fullstendig løse problemer som flytende farge og flyting, spesielt for organiske pigmenter og karbonrøyk med liten partikkelstørrelse og enkel flokkulering. Høymolekylære dispergeringsmidler er alle deflokkulerende dispergeringsmidler med flere pigmentforankringsgrupper på molekylkjeden, noe som kan redusere viskositeten til fargepastaen sterkt, forbedre pigmentets toningsstyrke, malingens glans og livlighet, og forbedre gjennomsiktigheten til transparente pigmenter. I vannbaserte systemer har høymolekylære dispergeringsmidler utmerket vannbestandighet og forsåpningsbestandighet. Selvfølgelig kan høymolekylære dispergeringsmidler også ha noen bivirkninger, som hovedsakelig kommer fra aminverdien til dispergeringsmidlet. Høy aminverdi vil føre til økt viskositet i epoksysystemer under lagring; redusert aktiveringsperiode for tokomponents polyuretaner (ved bruk av aromatiske isocyanater); redusert reaktivitet i syreherdende systemer; og svekket katalytisk effekt av koboltkatalysatorer i lufttørkende alkyder.

Fra et kjemisk strukturperspektiv er denne typen dispergeringsmiddel hovedsakelig delt inn i tre kategorier:

(1) Høymolekylære polyuretandispergeringsmidler, som er typiske polyuretandispergeringsmidler. For eksempel BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063, og den nyeste generasjonen polyuretandispergeringsmidler BYK 2155 og BESM® 9248. Denne typen dispergeringsmiddel dukket opp relativt tidlig og har et bredt publikum. Det har gode viskositetsreduksjons- og fargeutviklingsegenskaper for organiske pigmenter og karbonrøyk, og ble en gang standarddispergeringsmiddel for organiske pigmenter. Den nyeste generasjonen polyuretandispergeringsmidler har forbedret både viskositetsreduksjons- og fargeutviklingsegenskapene betydelig. BYK 170 og BESM® 9107 er mer egnet for syrekatalyserte systemer. Dispergeringsmiddelet har ingen aminverdi, noe som reduserer risikoen for agglomerering under lagring av maling og påvirker ikke tørkingen av malingen.

(2) Polyakrylatdispergeringsmidler. Disse dispergeringsmidlene, som BYK 190 og BESM® 9003, har blitt universelle standarddispergeringsmidler for vannbaserte belegg.

(3) Hyperforgrenede polymerdispergeringsmidler. De mest brukte hyperforgrenede dispergeringsmidlene er Lubrizol 24000 og BESM® 9240, som er amider + imider basert på langkjedede polyestere. Disse to produktene er patenterte produkter som hovedsakelig er avhengige av polyesterryggraden for å stabilisere pigmenter. Deres evne til å håndtere karbon svart er fortsatt utmerket. Polyester vil imidlertid krystallisere ved lave temperaturer og vil også utfelles i den ferdige malingen. Dette problemet betyr at 24000 bare kan brukes i blekk. Tross alt kan det vise svært god fargeutvikling og stabilitet når det brukes til å dispergere karbon svart i blekkindustrien. For å forbedre krystalliseringsytelsen dukket Lubrizol 32500 og BESM® 9245 opp etter hverandre. Sammenlignet med de to første kategoriene har hyperforgrenede polymerdispergeringsmidler en sfærisk molekylstruktur og svært konsentrerte pigmentaffinitetsgrupper, vanligvis med enestående fargeutvikling og sterkere viskositetsreduksjonsytelse. Kompatibiliteten til polyuretandispergeringsmidler kan justeres over et bredt spekter, og dekker hovedsakelig alle alkydharpikser fra langolje til kortolje, alle mettede polyesterharpikser og hydroksylakrylharpikser, og kan stabilisere de fleste karbonrøker og organiske pigmenter med forskjellige strukturer. Siden det fortsatt finnes et stort antall forskjellige kvaliteter mellom molekylvekter på 6000–15 000, må kundene undersøke kompatibilitet og tilsatt mengde.

Kontrollerbare dispergeringsmidler for fri radikalpolymerisasjon
Etter 1990 ble markedets etterspørsel etter pigmentdispersjon ytterligere forbedret, og det var gjennombrudd innen polymersynteseteknologi, og den nyeste generasjonen av kontrollerte frie radikalpolymerisasjonsdispergeringsmidler ble utviklet.

Kontrollerbar fri radikalpolymerisasjon (CFRP) har en presist utformet struktur, med en forankringsgruppe i den ene enden av polymeren og et solvatisert segment i den andre enden. CFRP bruker de samme monomerene som konvensjonell polymerisasjon, men fordi monomerene er arrangert mer regelmessig på molekylsegmentene og molekylvektfordelingen er mer jevn, har ytelsen til det syntetiserte polymerdispergeringsmiddelet et kvalitativt sprang. Denne effektive forankringsgruppen forbedrer dispergeringsmiddelets antiflokkuleringsevne og pigmentets fargeutvikling betraktelig. Det presise solvatiserte segmentet gir dispergeringsmiddelet en lavere malingsviskositet for fargepasta og et høyt pigmenttilsetningsstoff, og dispergeringsmiddelet har bred kompatibilitet med ulike harpiksbasematerialer.

Utviklingen av moderne dispergeringsmidler for belegg har en historie på mindre enn 100 år. Det finnes mange typer dispergeringsmidler for ulike pigmenter og systemer på markedet. Hovedkilden til dispergeringsråvarer er fortsatt petrokjemiske råvarer. Å øke andelen fornybare råvarer i dispergeringsmidler er en svært lovende utviklingsretning. Fra utviklingsprosessen for dispergeringsmidler blir dispergeringsmidler mer og mer effektive. Enten det er viskositetsreduksjonsevnen eller fargeutviklingen og andre egenskaper som forbedres samtidig, vil denne prosessen fortsette i fremtiden.

Nanjing Reborn New Materials tilbyrfuktemiddel for dispergeringsmiddel for maling og belegg, inkludert noen som matcher Disperbyk.