Dyspergatory to dodatki powierzchniowe służące do stabilizacji cząstek stałych w takich mediach jak kleje, farby, tworzywa sztuczne i mieszanki tworzyw sztucznych.

W przeszłości powłoki zasadniczo nie wymagały dyspergatorów. Systemy takie jak farby alkidowe i nitro nie wymagały dyspergatorów. Dyspergatory pojawiły się dopiero po pojawieniu się farb akrylowych i poliestrowych. Jest to również ściśle związane z rozwojem pigmentów, ponieważ aplikacji pigmentów wysokiej jakości nie da się oddzielić od pomocy dyspergatorów.
Dyspergatory to dodatki powierzchniowe stosowane do stabilizacji cząstek stałych w mediach takich jak kleje, farby, tworzywa sztuczne i mieszanki tworzyw sztucznych. Z jednej strony stanowią one łańcuch solwatacyjny, który może rozpuszczać się w różnych mediach dyspersyjnych, a z drugiej strony grupę kotwiczącą pigment, która może być adsorbowana na powierzchni różnych pigmentów i wykorzystywana do przekształcania się w fazę międzyfazową ciało stałe/ciecz (roztwór pigmentu/żywicy).

Roztwór żywicy musi wnikać w przestrzenie między aglomeratami pigmentu. Wszystkie pigmenty występują w postaci aglomeratów, czyli „zbiorów” cząstek pigmentu, z powietrzem i wilgocią zawartą w przestrzeniach wewnętrznych między poszczególnymi cząsteczkami pigmentu. Cząsteczki stykają się ze sobą na krawędziach i narożnikach, a interakcje między nimi są stosunkowo niewielkie, więc siły te mogą zostać pokonane przez zwykły sprzęt dyspergujący. Z drugiej strony, agregaty są bardziej zwarte, a poszczególne cząstki pigmentu stykają się ze sobą twarzą w twarz, co znacznie utrudnia ich rozproszenie na cząstki pierwotne. Podczas procesu mielenia dyspersji pigmentu aglomeraty pigmentu stopniowo się zmniejszają; idealną sytuacją jest uzyskanie cząstek pierwotnych.

Proces mielenia pigmentu można podzielić na trzy następujące etapy: pierwszy etap to zwilżanie. Podczas mieszania całe powietrze i wilgoć z powierzchni pigmentu są usuwane i zastępowane roztworem żywicy. Dyspergator poprawia zwilżalność pigmentu, przekształcając granicę faz ciało stałe/gaz w granicę faz ciało stałe/ciecz i poprawiając wydajność mielenia; drugi etap to właściwy proces mielenia dyspersji pigmentu. Poprzez mechaniczne uderzenie energii i siły ścinające, aglomeraty pigmentu są rozbijane, a wielkość cząstek zostaje zredukowana do cząstek pierwotnych. Po otwarciu pigmentu siłą mechaniczną, dyspergator natychmiast adsorbuje i otacza małe cząstki; w ostatnim, trzecim etapie dyspersja pigmentu musi być wystarczająco stabilna, aby zapobiec tworzeniu się niekontrolowanej flokulacji.

Zastosowanie odpowiedniego dyspergatora pozwala utrzymać cząstki pigmentu w odpowiedniej odległości od siebie, bez konieczności przywracania kontaktu. W większości zastosowań pożądany jest stabilny stan deflokulacji. W niektórych zastosowaniach dyspersja pigmentu może pozostać stabilna w kontrolowanych warunkach koflokulacji. Środki zwilżające mogą zmniejszyć różnicę napięcia powierzchniowego między pigmentem a roztworem żywicy, przyspieszając zwilżanie aglomeratów pigmentu przez żywicę; środki dyspergujące zwiększają stabilność dyspersji pigmentu. Dlatego ten sam produkt często pełni zarówno funkcję środka zwilżającego, jak i dyspergującego.

Dyspersja pigmentu to proces od stanu skupienia do stanu rozproszonego. Wraz ze zmniejszaniem się wielkości cząstek i wzrostem powierzchni, wzrasta również energia powierzchniowa układu.
Ponieważ energia powierzchniowa układu maleje spontanicznie, im bardziej widoczny jest wzrost powierzchni, tym więcej energii potrzeba do dostarczenia z zewnątrz podczas procesu mielenia, a tym silniejsze jest działanie stabilizujące dyspergatora, aby utrzymać stabilność dyspersji układu. Zasadniczo pigmenty nieorganiczne charakteryzują się większymi rozmiarami cząstek, mniejszą powierzchnią właściwą i wyższą polarnością powierzchni, co ułatwia ich dyspergowanie i stabilizację; natomiast różne pigmenty organiczne i sadza charakteryzują się mniejszymi rozmiarami cząstek, większą powierzchnią właściwą i niższą polarnością powierzchni, co utrudnia ich dyspergowanie i stabilizację.

Dlatego też środki dyspergujące zapewniają trzy główne aspekty działania: (1) poprawę zwilżania pigmentu i poprawę wydajności mielenia; (2) redukcję lepkości i poprawę kompatybilności z materiałem bazowym, poprawę połysku, pełni i wyrazistości obrazu oraz poprawę stabilności podczas przechowywania; (3) zwiększenie siły barwienia pigmentem i jego stężenia oraz poprawę stabilności barwienia koloru.

Nanjing Reborn New Materials zapewniazwilżający środek dyspergujący do farb i powłok, w tym niektóre pasujące do Disperbyk.

In następny artykuł, przyjrzymy się typom dyspergatorów w różnych okresach i historii rozwoju dyspergatorów.