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

W przeszłości powłoki zasadniczo nie potrzebowały dyspergatorów. Systemy takie jak farby alkidowe i nitro nie potrzebowały dyspergatorów. Dyspergatory pojawiły się dopiero po farbie akrylowej i poliestrowej. Jest to również ściśle związane z rozwojem pigmentów, ponieważ stosowanie pigmentów wysokiej jakości nie może być oddzielone od pomocy dyspergatorów.
Dyspergatory to dodatki powierzchniowe stosowane do stabilizacji cząstek stałych w mediach, takich jak kleje, farby, tworzywa sztuczne i mieszanki tworzyw sztucznych. Jeden koniec to łańcuch solwatacyjny, który może być rozpuszczony w różnych mediach dyspersyjnych, a drugi koniec to grupa kotwicząca pigment, która może być adsorbowana na powierzchni różnych pigmentów i wykorzystywana do przekształcania się w interfejs ciało stałe/ciecz (roztwór pigmentu/żywicy).

Roztwór żywicy musi wnikać w przestrzenie między aglomeratami pigmentu. Wszystkie pigmenty występują jako aglomeraty pigmentu, które są „zbiorami” cząstek pigmentu, z powietrzem i wilgocią zawartymi w wewnętrznych przestrzeniach między poszczególnymi cząstkami pigmentu. Cząsteczki stykają się ze sobą na krawędziach i rogach, a oddziaływania między cząstkami są stosunkowo niewielkie, więc siły te można pokonać za pomocą zwykłego sprzętu dyspersyjnego. Z drugiej strony agregaty są bardziej zwarte, a między poszczególnymi cząstkami pigmentu występuje kontakt twarzą w twarz, więc znacznie trudniej jest rozproszyć je na cząstki pierwotne. Podczas procesu mielenia dyspersji pigmentu aglomeraty pigmentu stopniowo stają się mniejsze; 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 na powierzchni pigmentu są usuwane i zastępowane roztworem żywicy. Dyspergator poprawia zwilżalność pigmentu, zamieniając interfejs ciało stałe/gaz w interfejs ciało stałe/ciecz i poprawiając wydajność mielenia; drugim etapem jest rzeczywisty proces mielenia dyspersji pigmentu. Poprzez uderzenie energii mechanicznej i siłę ścinającą aglomeraty pigmentu są rozbijane, a wielkość cząstek jest zmniejszana do cząstek pierwotnych. Gdy pigment zostanie otwarty siłą mechaniczną, dyspergator natychmiast zaadsorbuje i owinie małe cząstki; w ostatnim trzecim etapie dyspersja pigmentu musi być wystarczająco stabilna, aby zapobiec tworzeniu się niekontrolowanej flokulacji.

Zastosowanie odpowiedniego dyspergatora może utrzymać cząstki pigmentu w odpowiedniej odległości od siebie bez 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 ma funkcje zarówno środków zwilżających, jak i dyspergujących.

Dyspersja pigmentu to proces od stanu agregatowego do rozproszonego. W miarę zmniejszania się wielkości cząstek i zwiększania powierzchni, wzrasta również energia powierzchniowa układu.
Ponieważ energia powierzchniowa układu jest procesem spontanicznie malejącym, im bardziej widoczny jest wzrost powierzchni, tym więcej energii jest wymagane do zastosowania z zewnątrz podczas procesu mielenia, a tym silniejszy jest efekt stabilizujący dyspergatora, aby utrzymać stabilność dyspersji układu. Zasadniczo pigmenty nieorganiczne mają większe rozmiary cząstek, mniejsze powierzchnie właściwe i wyższą polarność powierzchni, więc łatwiej je rozproszyć i ustabilizować; podczas gdy różne pigmenty organiczne i sadza mają mniejsze rozmiary cząstek, większe powierzchnie właściwe i niższą polarność powierzchni, więc trudniej je rozproszyć i ustabilizować.

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

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

In Następny artykuł, przyjrzymy się typom dyspergatorów w różnych okresach, a także historii rozwoju dyspergatorów.