In posljednji članak, predstavili smo pojavu disperzanata, neke mehanizme i funkcije disperzanata. U ovom odlomku istražit ćemo vrste disperzanata u različitim razdobljima s poviješću razvoja disperzanata.

Tradicionalno sredstvo za kvašenje i disperziju niske molekularne težine
Najraniji disperzant bila je trietanolaminska sol masne kiseline, koja je lansirana na tržište prije otprilike 100 godina. Ovaj disperzant je vrlo učinkovit i ekonomičan u općim industrijskim primjenama boja. Nije ga nemoguće koristiti, a njegove početne performanse u srednje uljnim alkidnim sustavima nisu loše.

Od 1940-ih do 1970-ih, pigmenti koji su se koristili u industriji premaza bili su anorganski pigmenti i neki organski pigmenti koji se lakše dispergiraju. Disperzanti u tom razdoblju bile su tvari slične surfaktantima, s grupom za sidrenje pigmenta na jednom kraju i segmentom kompatibilnim sa smolom na drugom kraju. Većina molekula imala je samo jednu točku sidrenja pigmenta.

Sa strukturnog gledišta, mogu se podijeliti u tri kategorije:

(1) derivati ​​masnih kiselina, uključujući amide masnih kiselina, soli amida masnih kiselina i polietere masnih kiselina. Na primjer, modificirane masne kiseline s blokovima koje je razvio BYK 1920.-1930., a koje su bile soljene aminima dugog lanca kako bi se dobio Anti-Terra U. Tu je i BYK-ov P104/104S s visokim funkcionalnim krajnjim skupinama na temelju reakcije adicije DA. BESM® 9116 tvrtke Shierli je deflokulirajući disperzant i standardni disperzant u industriji kitova. Ima dobru kvašivost, svojstva protiv taloženja i stabilnost pri skladištenju. Također može poboljšati antikorozivna svojstva i široko se koristi u antikorozivnim temeljnim premazima. BESM® 9104/9104S je također tipičan disperzant za kontroliranu flokulaciju s više sidrenih skupina. Može formirati mrežnu strukturu kada se dispergira, što je vrlo korisno u kontroli taloženja pigmenata i plutajuće boje. Budući da sirovine za disperziranje derivata masnih kiselina više ne ovise o petrokemijskim sirovinama, one su obnovljive.

(2) Organski polimeri estera fosforne kiseline. Ova vrsta disperzanta ima univerzalnu sposobnost sidrenja za anorganske pigmente. Na primjer, BYK 110/180/111 i BESM® 9110/9108/9101 tvrtke Shierli izvrsni su disperzanti za disperziju titanijevog dioksida i anorganskih pigmenata, s izvanrednim smanjenjem viskoznosti, razvojem boje i performansama skladištenja. Osim toga, BYK 103 i BESM® 9103 tvrtke Shierli pokazuju izvrsne prednosti smanjenja viskoznosti i stabilnost skladištenja pri disperziji mat suspenzija.

(3) Neionski alifatski polieteri i alkilfenol polioksietilenski eteri. Molekularna težina ove vrste disperzanta općenito je manja od 2000 g/mol i više se fokusira na disperziju anorganskih pigmenata i punila. Mogu pomoći u vlaženju pigmenata tijekom mljevenja, učinkovito se adsorbirati na površinu anorganskih pigmenata i spriječiti stratifikaciju i taloženje pigmenata, te mogu kontrolirati flokulaciju i spriječiti plutajuće boje. Međutim, zbog male molekularne težine, ne mogu pružiti učinkovitu sternu zapreku, niti mogu poboljšati sjaj i jasnoću filma boje. Ionske sidrene skupine ne mogu se adsorbirati na površinu organskih pigmenata.

Disperzanti visoke molekularne težine
Godine 1970. organski pigmenti počeli su se koristiti u velikim količinama. ICI-jevi ftalocijaninski pigmenti, DuPontovi kvinakridonski pigmenti, CIBA-ini azo kondenzacijski pigmenti, Clariantovi benzimidazolonski pigmenti itd. svi su industrijalizirani i ušli na tržište 1970-ih. Izvorna sredstva za kvašenje i dispergiranje niske molekularne težine više nisu mogla stabilizirati ove pigmente, te su se počeli razvijati novi disperzanti visoke molekularne težine.

Ova vrsta disperzanta ima molekularnu težinu od 5000-25000 g/mol, s velikim brojem skupina za sidrenje pigmenta na molekuli. Glavni lanac polimera pruža široku kompatibilnost, a solvatirani bočni lanac pruža sternu zapreku, tako da su čestice pigmenta potpuno u deflokuliranom i stabilnom stanju. Disperzanti visoke molekularne težine mogu stabilizirati različite pigmente i potpuno riješiti probleme poput plutanja boje i plutanja, posebno za organske pigmente i čađu s malom veličinom čestica i lakom flokulacijom. Disperzanti visoke molekularne težine su svi deflokulirajući disperzanti s više skupina za sidrenje pigmenta na molekularnom lancu, što može snažno smanjiti viskoznost paste za boju, poboljšati čvrstoću nijansiranja pigmenta, sjaj i živost boje te poboljšati transparentnost transparentnih pigmenata. U sustavima na bazi vode, disperzanti visoke molekularne težine imaju izvrsnu otpornost na vodu i otpornost na saponifikaciju. Naravno, disperzanti visoke molekularne težine mogu imati i neke nuspojave, koje uglavnom proizlaze iz aminske vrijednosti disperzanta. Visoka aminska vrijednost dovest će do povećane viskoznosti epoksidnih sustava tijekom skladištenja; smanjeno vrijeme aktivacije dvokomponentnih poliuretana (korištenjem aromatskih izocijanata); smanjena reaktivnost sustava koji se stvrdnjavaju kiselinom; i oslabljen katalitički učinak kobaltnih katalizatora u alkidima koji se suše na zraku.

S gledišta kemijske strukture, ova vrsta disperzanta se uglavnom dijeli u tri kategorije:

(1) Poliuretanski disperzanti visoke molekularne težine, koji su tipični poliuretanski disperzanti. Na primjer, BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063 i najnovija generacija poliuretanskih disperzanata BYK 2155 i BESM® 9248. Ova vrsta disperzanata pojavila se relativno rano i ima široku publiku. Ima dobra svojstva smanjenja viskoznosti i razvoja boje za organske pigmente i čađu, te je jednom postao standardni disperzant za organske pigmente. Najnovija generacija poliuretanskih disperzanata značajno je poboljšala i svojstva smanjenja viskoznosti i razvoja boje. BYK 170 i BESM® 9107 prikladniji su za sustave katalizirane kiselinom. Disperzant nema aminsku vrijednost, što smanjuje rizik od aglomeracije tijekom skladištenja boje i ne utječe na sušenje boje.

(2) Poliakrilatni disperzanti. Ovi disperzanti, kao što su BYK 190 i BESM® 9003, postali su univerzalni standardni disperzanti za premaze na bazi vode.

(3) Hiperrazgranati polimerni disperzanti. Najčešće korišteni hiperrazgranati polimerni disperzanti su Lubrizol 24000 i BESM® 9240, koji su amidi + imidi na bazi dugolančanih poliestera. Ova dva proizvoda su patentirani proizvodi koji se uglavnom oslanjaju na poliesterski lanac za stabilizaciju pigmenata. Njihova sposobnost rukovanja ugljičnom crnilom je i dalje izvrsna. Međutim, poliester će kristalizirati na niskim temperaturama i također će se taložiti u gotovoj boji. Ovaj problem znači da se 24000 može koristiti samo u tintama. Uostalom, može pokazati vrlo dobar razvoj boje i stabilnost kada se koristi za disperziju ugljične crnila u industriji tinti. Kako bi se poboljšale performanse kristalizacije, Lubrizol 32500 i BESM® 9245 pojavili su se jedan za drugim. U usporedbi s prve dvije kategorije, hiperrazgranati polimerni disperzanti imaju sferičnu molekularnu strukturu i visoko koncentrirane skupine afiniteta pigmenta, obično s izvanrednim razvojem boje i jačim performansama smanjenja viskoznosti. Kompatibilnost poliuretanskih disperzanata može se podesiti u širokom rasponu, uglavnom pokrivajući sve alkidne smole od dugog ulja do kratkog ulja, sve zasićene poliesterske smole i hidroksi akrilne smole, te mogu stabilizirati većinu ugljičnih čađi i organskih pigmenata različitih struktura. Budući da još uvijek postoji veliki broj različitih vrsta između molekularnih težina 6000-15000, kupci trebaju provjeriti kompatibilnost i količinu dodavanja.

Disperzanti za kontroliranu polimerizaciju slobodnih radikala
Nakon 1990. godine, tržišna potražnja za disperzijom pigmenata dodatno se poboljšala i došlo je do proboja u tehnologiji sinteze polimera, te je razvijena najnovija generacija disperzanata kontrolirane polimerizacije slobodnih radikala.

Kontrolirana polimerizacija slobodnim radikalima (CFRP) ima precizno dizajniranu strukturu, s sidrenom skupinom na jednom kraju polimera i solvatiranim segmentom na drugom kraju. CFRP koristi iste monomere kao i konvencionalna polimerizacija, ali budući da su monomeri pravilnije raspoređeni na molekularnim segmentima, a raspodjela molekularne težine je ujednačenija, performanse sintetiziranog polimernog disperzanta imaju kvalitativni skok. Ova učinkovita sidrena skupina uvelike poboljšava sposobnost disperzanta protiv flokulacije i razvoj boje pigmenta. Precizno solvatirani segment daje disperzantu nižu viskoznost mljevenja paste u boji i visok dodatak pigmenta, a disperzant ima široku kompatibilnost s raznim materijalima na bazi smole.

Razvoj modernih disperzanata za premaze ima povijest manju od 100 godina. Na tržištu postoje mnoge vrste disperzanata za različite pigmente i sustave. Glavni izvor sirovina za disperzante i dalje su petrokemijske sirovine. Povećanje udjela obnovljivih sirovina u disperzantima vrlo je obećavajući smjer razvoja. Procesom razvoja disperzanata, disperzanti postaju sve učinkovitiji. Bilo da se radi o sposobnosti smanjenja viskoznosti ili razvoju boje, a druge sposobnosti se istovremeno poboljšavaju, a taj će se proces nastaviti i u budućnosti.

Nanjing Reborn New Materials pružasredstvo za disperziju vlaženja za boje i premaze, uključujući neke koji odgovaraju Disperbyku.