In 마지막 기사앞서 분산제의 등장과 분산제의 작용 메커니즘 및 기능에 대해 소개했습니다. 이번 단락에서는 분산제의 발전 역사를 통해 시대별 분산제의 종류를 살펴보겠습니다.

전통적인 저분자량 습윤 및 분산제
가장 초기에 개발된 분산제는 약 100년 전에 출시된 지방산의 트리에탄올아민염입니다. 이 분산제는 일반 산업용 페인트 용도에서 매우 효율적이고 경제적입니다. 사용이 불가능한 것은 아니며, 중유성 알키드 시스템에서 초기 성능도 나쁘지 않습니다.

1940년대부터 1970년대까지 도료 산업에서 사용된 안료는 무기 안료와 분산이 용이한 일부 유기 안료였습니다. 이 시기의 분산제는 계면활성제와 유사한 물질로, 한쪽 끝에는 안료 고정기가 있고 다른 쪽 끝에는 수지와 호환되는 부분이 있었습니다. 대부분의 분자는 하나의 안료 고정점만 가지고 있었습니다.

구조적인 관점에서 보면 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

(1) 지방산 유도체에는 지방산 아미드, 지방산 아미드 염, 지방산 폴리에테르 등이 있습니다. 예를 들어, 1920~1930년대 BYK에서 개발한 블록을 포함하는 변형 지방산은 장쇄 아민과 염화시켜 Anti-Terra U를 얻었습니다. 또한 BYK의 P104/104S는 DA 첨가 반응을 기반으로 하는 고기능성 말단기를 가지고 있습니다. Shierli의 BESM® 9116은 탈응집 분산제로 퍼티 산업에서 표준 분산제로 사용됩니다. 우수한 습윤성, 침전 방지성 및 저장 안정성을 가지고 있으며, 부식 방지 특성을 향상시켜 부식 방지 프라이머에 널리 사용됩니다. BESM® 9104/9104S 또한 다수의 고정기를 가진 대표적인 제어 응집 분산제입니다. 분산 시 네트워크 구조를 형성하여 안료 침전 및 부유 색상 제어에 매우 효과적입니다. 지방산 유도체 분산제의 원료는 더 이상 석유화학 원료에 의존하지 않으므로 재생 가능합니다.

(2) 유기 인산 에스테르 중합체. 이 유형의 분산제는 무기 안료에 대한 보편적인 고정 능력을 가지고 있습니다. 예를 들어, Shierli의 BYK 110/180/111 및 BESM® 9110/9108/9101은 이산화티타늄과 무기 안료를 분산시키는 데 탁월한 분산제로, 점도 감소, 발색 및 저장 성능이 우수합니다. 또한, Shierli의 BYK 103 및 BESM® 9103은 무광 슬러리를 분산시킬 때 점도 감소 및 저장 안정성이 우수합니다.

(3) 비이온성 지방족 폴리에테르 및 알킬페놀 폴리옥시에틸렌 에테르. 이 유형의 분산제는 일반적으로 분자량이 2000g/mol 미만이며, 무기 안료 및 충전제의 분산에 더 중점을 둡니다. 이들은 분쇄 과정에서 안료의 습윤을 돕고, 무기 안료 표면에 효과적으로 흡착되어 안료의 층분리 및 침전을 방지하며, 응집을 제어하고 부유 안료를 방지할 수 있습니다. 그러나 분자량이 작기 때문에 효과적인 입체 장애를 제공하지 못하고, 도막의 광택 및 선명도를 향상시키지 못합니다. 또한, 이온성 고정기는 유기 안료 표면에 흡착되지 않습니다.

고분자량 분산제
1970년대에 유기 안료가 대량으로 사용되기 시작했습니다. ICI의 프탈로시아닌 안료, 듀폰의 퀴나크리돈 안료, CIBA의 아조 축합 안료, 클라리언트의 벤즈이미다졸론 안료 등이 모두 산업화되어 1970년대에 시장에 출시되었습니다. 기존의 저분자량 습윤제 및 분산제로는 이러한 안료를 안정화할 수 없게 되자, 새로운 고분자량 분산제 개발이 시작되었습니다.

이러한 유형의 분산제는 분자량이 5000~25000 g/mol이며, 분자 상에 다수의 안료 고정기를 가지고 있습니다. 고분자 주쇄는 폭넓은 상용성을 제공하고, 용매화된 측쇄는 입체 장애를 제공하여 안료 입자가 완전히 분산되어 안정적인 상태를 유지하도록 합니다. 고분자 분산제는 다양한 안료를 안정화시키고, 특히 입자 크기가 작고 응집되기 쉬운 유기 안료 및 카본 블랙과 같은 안료의 부유 및 색상 부유 문제를 완전히 해결할 수 있습니다. 고분자 분산제는 분자 사슬에 다수의 안료 고정기를 가진 분산제로, 착색 페이스트의 점도를 크게 낮추고, 안료의 착색력, 페인트의 광택 및 선명도를 향상시키며, 투명 안료의 투명도를 개선합니다. 수성 시스템에서 고분자 분산제는 우수한 내수성 및 내비검화성을 나타냅니다. 물론 고분자 분산제에도 몇 가지 부작용이 있을 수 있는데, 이는 주로 분산제의 아민가에서 비롯됩니다. 아민가가 높으면 보관 중 에폭시 시스템의 점도가 증가합니다. 방향족 이소시아네이트를 사용한 2액형 폴리우레탄의 활성화 기간 단축, 산 경화 시스템의 반응성 감소, 공기 건조 알키드에서 코발트 촉매의 촉매 효과 약화 등이 그 예입니다.

화학 구조의 관점에서 볼 때, 이러한 유형의 분산제는 주로 세 가지 범주로 나뉩니다.

(1) 고분자량 폴리우레탄 분산제는 대표적인 폴리우레탄 분산제입니다. 예를 들어 BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063, 그리고 최신 세대 폴리우레탄 분산제인 BYK 2155와 BESM® 9248 등이 있습니다. 이러한 유형의 분산제는 비교적 일찍 등장하여 널리 사용되고 있습니다. 유기 안료 및 카본 블랙에 대해 우수한 점도 감소 및 발색 특성을 가지며, 한때 유기 안료용 표준 분산제로 사용되었습니다. 최신 세대 폴리우레탄 분산제는 점도 감소 및 발색 특성이 크게 향상되었습니다. BYK 170과 BESM® 9107은 산 촉매 시스템에 더욱 적합합니다. 이 분산제는 아민 성분이 없어 페인트 보관 중 응집 위험을 줄이고 페인트 건조에 영향을 미치지 않습니다.

(2) 폴리아크릴레이트 분산제. BYK 190 및 BESM® 9003과 같은 이러한 분산제는 수성 코팅에 대한 보편적인 표준 분산제가 되었습니다.

(3) 초분지형 고분자 분산제. 가장 널리 사용되는 초분지형 분산제로는 장쇄 폴리에스테르를 기반으로 하는 아미드 + 이미드계 고분자인 루브리졸 24000과 BESM® 9240이 있다. 이 두 제품은 특허 제품으로, 주로 폴리에스테르 골격을 이용하여 안료를 안정화시킨다. 카본 블랙을 처리하는 능력은 여전히 ​​우수하다. 그러나 폴리에스테르는 저온에서 결정화되고 완제품 페인트에서도 침전된다. 이러한 문제로 인해 24000은 잉크에만 사용할 수 있다. 그럼에도 불구하고 잉크 산업에서 카본 블랙 분산제로 사용될 때 매우 우수한 발색력과 안정성을 보인다. 결정화 성능을 개선하기 위해 루브리졸 32500과 BESM® 9245가 잇따라 개발되었다. 앞의 두 종류와 비교하여 초분지형 고분자 분산제는 구형 분자 구조와 고농축된 안료 친화기를 가지고 있어 일반적으로 탁월한 발색력과 강력한 점도 감소 성능을 나타낸다. 폴리우레탄 분산제의 상용성은 광범위하게 조절 가능하며, 주로 장쇄에서 단쇄에 이르는 모든 알키드 수지, 모든 포화 폴리에스터 수지, 수산화아크릴 수지에 적용 가능하고, 대부분의 카본 블랙 및 다양한 구조의 유기 안료를 안정화할 수 있습니다. 분자량이 6000~15000 사이인 다양한 등급의 제품이 존재하므로, 고객은 상용성과 첨가량을 고려하여 선별해야 합니다.

제어 가능한 자유 라디칼 중합 분산제
1990년 이후 안료 분산액에 대한 시장 수요가 더욱 증가하고 고분자 합성 기술에 획기적인 발전이 이루어져 최신 세대의 제어 자유 라디칼 중합 분산제가 개발되었습니다.

제어 가능한 자유 라디칼 중합(CFRP)은 중합체의 한쪽 끝에는 고정기가, 다른 쪽 끝에는 용매화 부분이 있는 정밀하게 설계된 구조를 가지고 있습니다. CFRP는 기존 중합과 동일한 단량체를 사용하지만, 단량체가 분자 세그먼트에 더욱 규칙적으로 배열되고 분자량 분포가 더욱 균일하기 때문에 합성된 고분자 분산제의 성능이 질적으로 향상됩니다. 이 효율적인 고정기는 분산제의 응집 방지 능력과 안료의 발색력을 크게 개선합니다. 정밀하게 설계된 용매화 부분은 분산제의 색상 페이스트 분쇄 점도를 낮추고 안료 첨가량을 높여주며, 다양한 수지 기저 재료와의 폭넓은 상용성을 제공합니다.

현대 도료 분산제의 개발 역사는 100년도 채 되지 않았습니다. 시중에는 다양한 안료와 시스템에 맞는 여러 종류의 분산제가 나와 있습니다. 분산제 원료의 주된 공급원은 여전히 ​​석유화학 원료입니다. 분산제에 재생 가능한 원료의 비중을 높이는 것은 매우 유망한 개발 방향입니다. 분산제는 개발 과정에서 점점 더 효율적인 형태로 발전해 왔습니다. 점도 감소 능력, 발색력 등 여러 능력이 동시에 향상되었으며, 이러한 발전 과정은 앞으로도 계속될 것입니다.

난징 리본 뉴 머티리얼즈는 다음과 같은 제품을 제공합니다.페인트 및 코팅용 습윤 분산제그중에는 Disperbyk와 일치하는 것도 있습니다.