In sidste artikel, introducerede vi fremkomsten af ​​dispergeringsmidler, nogle mekanismer og funktioner af dispergeringsmidler. I denne passage vil vi undersøge typerne af dispergeringsmidler i forskellige perioder med deres udviklingshistorie.

Traditionelt befugtnings- og dispergeringsmiddel med lav molekylvægt
Det tidligste dispergeringsmiddel var triethanolaminsalt af fedtsyre, som blev lanceret på markedet for omkring 100 år siden. Dette dispergeringsmiddel er meget effektivt og økonomisk i generelle industrielle malingsanvendelser. Det er ikke umuligt at bruge det, og dets indledende ydeevne i mellemolie-alkydsystemer er ikke dårlig.

I 1940'erne til 1970'erne var de pigmenter, der blev brugt i belægningsindustrien, uorganiske pigmenter og nogle organiske pigmenter, der var lettere at dispergere. Dispergeringsmidler i denne periode var stoffer, der lignede overfladeaktive stoffer, med en pigmentforankringsgruppe i den ene ende og et harpikskompatibelt segment i den anden ende. De fleste molekyler havde kun ét pigmentforankringspunkt.

Fra et strukturelt synspunkt kan de opdeles i tre kategorier:

(1) fedtsyrederivater, herunder fedtsyreamider, fedtsyreamidsalte og fedtsyrepolyethere. For eksempel de modificerede fedtsyrer med blokke udviklet af BYK i 1920-1930, som blev saltet med langkædede aminer for at opnå Anti-Terra U. Der findes også BYK's P104/104S med højfunktionelle endegrupper baseret på DA-additionsreaktion. BESM® 9116 fra Shierli er et deflokkuleringsdispergeringsmiddel og et standarddispergeringsmiddel i spartelmasseindustrien. Det har god befugtningsevne, anti-bundfældningsegenskaber og opbevaringsstabilitet. Det kan også forbedre antikorrosionsegenskaber og anvendes i vid udstrækning i antikorrosionsprimere. BESM® 9104/9104S er også et typisk kontrolleret flokkuleringsdispergeringsmiddel med flere forankringsgrupper. Det kan danne en netværksstruktur, når det dispergeres, hvilket er meget nyttigt til at kontrollere pigmentsedimentation og flydende farve. Da råmaterialer til dispergering af fedtsyrederivater ikke længere er afhængige af petrokemiske råmaterialer, er de vedvarende.

(2) Organiske fosforsyreesterpolymerer. Denne type dispergeringsmiddel har en universel forankringsevne for uorganiske pigmenter. For eksempel er BYK 110/180/111 og BESM® 9110/9108/9101 fra Shierli fremragende dispergeringsmidler til dispergering af titandioxid og uorganiske pigmenter med enestående viskositetsreduktion, farveudvikling og lagringsevne. Derudover udviser BYK 103 og BESM® 9103 fra Shierli begge fremragende fordele ved viskositetsreduktion og lagringsstabilitet ved dispergering af matte opslæmninger.

(3) Ikke-ioniske alifatiske polyethere og alkylphenolpolyoxyethylenethere. Molekylvægten af ​​denne type dispergeringsmiddel er generelt mindre end 2000 g/mol, og den fokuserer mere på dispersion af uorganiske pigmenter og fyldstoffer. De kan hjælpe med at befugte pigmenterne under formaling, effektivt adsorbere på overfladen af ​​uorganiske pigmenter og forhindre lagdeling og udfældning af pigmenter, og kan kontrollere flokkulering og forhindre flydende farver. På grund af den lille molekylvægt kan de dog ikke yde effektiv sterisk hindring, og de kan heller ikke forbedre glansen og tydeligheden af ​​malingsfilmen. Ioniske forankringsgrupper kan ikke adsorberes på overfladen af ​​organiske pigmenter.

Dispergeringsmidler med høj molekylvægt
I 1970 begyndte man at bruge organiske pigmenter i store mængder. ICI's phthalocyaninpigmenter, DuPont's quinacridonpigmenter, CIBA's azokondensationspigmenter, Clariant's benzimidazolonpigmenter osv. blev alle industrialiseret og kom på markedet i 1970'erne. De oprindelige lavmolekylære befugtnings- og dispergeringsmidler kunne ikke længere stabilisere disse pigmenter, og nye højmolekylære dispergeringsmidler begyndte at blive udviklet.

Denne type dispergeringsmiddel har en molekylvægt på 5000-25000 g/mol med et stort antal pigmentforankringsgrupper på molekylet. Polymerens hovedkæde giver bred kompatibilitet, og den solvatiserede sidekæde giver sterisk hindring, så pigmentpartiklerne er fuldstændigt deflokkulerede og stabile. Dispergeringsmidler med høj molekylvægt kan stabilisere forskellige pigmenter og fuldstændigt løse problemer som flydende farve og flydende farve, især for organiske pigmenter og carbon black med lille partikelstørrelse og let flokkulering. Dispergeringsmidler med høj molekylvægt er alle deflokkulerende dispergeringsmidler med flere pigmentforankringsgrupper på molekylkæden, hvilket kraftigt kan reducere farvepastaens viskositet, forbedre pigmentets toningsstyrke, malingens glans og livlighed og forbedre gennemsigtigheden af ​​transparente pigmenter. I vandbaserede systemer har dispergeringsmidler med høj molekylvægt fremragende vandbestandighed og forsæbningsbestandighed. Dispergeringsmidler med høj molekylvægt kan naturligvis også have nogle bivirkninger, som hovedsageligt stammer fra dispergeringsmidlets aminværdi. En høj aminværdi vil føre til øget viskositet af epoxysystemer under opbevaring; reduceret aktiveringsperiode for tokomponent-polyurethaner (ved brug af aromatiske isocyanater); reduceret reaktivitet i syrehærdende systemer; og svækket katalytisk effekt af koboltkatalysatorer i lufttørrende alkyder.

Fra et kemisk strukturperspektiv er denne type dispergeringsmiddel hovedsageligt opdelt i tre kategorier:

(1) Polyurethan-dispergeringsmidler med høj molekylvægt, som er typiske polyurethan-dispergeringsmidler. For eksempel BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063 og den seneste generation af polyurethan-dispergeringsmidler BYK 2155 og BESM® 9248. Denne type dispergeringsmiddel opstod relativt tidligt og har et bredt publikum. Det har gode viskositetsreduktions- og farveudviklingsegenskaber for organiske pigmenter og carbon black og blev engang standarddispergeringsmidlet for organiske pigmenter. Den seneste generation af polyurethan-dispergeringsmidler har forbedret både viskositetsreduktions- og farveudviklingsegenskaber betydeligt. BYK 170 og BESM® 9107 er mere egnede til syrekatalyserede systemer. Dispergeringsmidlet har ingen aminværdi, hvilket reducerer risikoen for agglomerering under opbevaring af maling og ikke påvirker malingens tørring.

(2) Polyacrylatdispergeringsmidler. Disse dispergeringsmidler, såsom BYK 190 og BESM® 9003, er blevet universelle standarddispergeringsmidler til vandbaserede belægninger.

(3) Hyperforgrenede polymerdispergeringsmidler. De mest anvendte hyperforgrenede dispergeringsmidler er Lubrizol 24000 og BESM® 9240, som er amider + imider baseret på langkædede polyestere. Disse to produkter er patenterede produkter, der primært er afhængige af polyesterrygraden for at stabilisere pigmenter. Deres evne til at håndtere carbon black er stadig fremragende. Polyester vil dog krystallisere ved lave temperaturer og vil også udfældes i den færdige maling. Dette problem betyder, at 24000 kun kan bruges i blæk. Det kan trods alt udvise meget god farveudvikling og stabilitet, når det bruges til at dispergere carbon black i blækindustrien. For at forbedre krystallisationsydelsen dukkede Lubrizol 32500 og BESM® 9245 op efter hinanden. Sammenlignet med de to første kategorier har hyperforgrenede polymerdispergeringsmidler en sfærisk molekylstruktur og stærkt koncentrerede pigmentaffinitetsgrupper, normalt med enestående farveudvikling og stærkere viskositetsreduktionsydelse. Kompatibiliteten af ​​polyurethan-dispergeringsmidler kan justeres over et bredt område, primært dækkende alle alkydharpikser fra lang olie til kort olie, alle mættede polyesterharpikser og hydroxylakrylharpikser, og kan stabilisere de fleste carbon blacks og organiske pigmenter med forskellige strukturer. Da der stadig er et stort antal forskellige kvaliteter mellem 6000-15000 molekylvægte, skal kunderne screene for kompatibilitet og tilsat mængde.

Kontrollerbare dispergeringsmidler til fri radikalpolymerisation
Efter 1990 blev markedets efterspørgsel efter pigmentdispersion yderligere forbedret, der var gennembrud inden for polymersynteseteknologi, og den seneste generation af kontrollerede frie radikalpolymerisationsdispergeringsmidler blev udviklet.

Kontrollerbar fri radikalpolymerisation (CFRP) har en præcist designet struktur med en forankringsgruppe i den ene ende af polymeren og et solvatiseret segment i den anden ende. CFRP bruger de samme monomerer som konventionel polymerisation, men fordi monomererne er arrangeret mere regelmæssigt på de molekylære segmenter, og molekylvægtfordelingen er mere ensartet, har ydeevnen af ​​det syntetiserede polymerdispergeringsmiddel et kvalitativt spring. Denne effektive forankringsgruppe forbedrer dispergeringsmidlets antiflokkuleringsevne og pigmentets farveudvikling betydeligt. Det præcise solvatiserede segment giver dispergeringsmidlet en lavere farvepasta-slibeviskositet og en høj pigmenttilsætning, og dispergeringsmidlet har en bred kompatibilitet med forskellige harpiksbaserede materialer.

Udviklingen af ​​moderne dispergeringsmidler til belægninger har en historie på mindre end 100 år. Der findes mange typer dispergeringsmidler til forskellige pigmenter og systemer på markedet. Den primære kilde til dispergeringsråmaterialer er stadig petrokemiske råmaterialer. At øge andelen af ​​vedvarende råmaterialer i dispergeringsmidler er en meget lovende udviklingsretning. Fra udviklingsprocessen for dispergeringsmidler bliver dispergeringsmidler mere og mere effektive. Uanset om det drejer sig om viskositetsreduktionsevne eller farveudvikling og andre evner, der forbedres samtidigt, vil denne proces fortsætte i fremtiden.

Nanjing Reborn New Materials levererbefugtnings- og dispergeringsmiddel til maling og belægninger, inklusive nogle der matcher Disperbyk.