Диспергаторы — это поверхностные добавки, используемые для стабилизации твердых частиц в таких средах, как клеи, краски, пластмассы и пластмассовые смеси.

В прошлом для покрытий диспергаторы практически не требовались. Системы, такие как алкидные и нитрокраски, не нуждались в диспергаторах. Диспергаторы появились лишь с появлением акриловых и полиэфирных красок. Это также тесно связано с развитием пигментов, поскольку применение высококачественных пигментов неразрывно связано с использованием диспергаторов.
Диспергаторы — это поверхностные добавки, используемые для стабилизации твердых частиц в таких средах, как клеи, краски, пластмассы и пластмассовые смеси. Один конец представляет собой сольватационную цепочку, которая может растворяться в различных дисперсионных средах, а другой конец — якорную группу пигмента, которая может адсорбироваться на поверхности различных пигментов и использоваться для преобразования в твердожидкостную границу раздела (раствор пигмента и смолы).

Раствор смолы должен проникать в пространства между пигментными агломератами. Все пигменты существуют в виде пигментных агломератов, представляющих собой «скопления» пигментных частиц, в которых воздух и влага содержатся во внутренних пространствах между отдельными частицами пигмента. Частицы соприкасаются друг с другом по краям и углам, и взаимодействие между ними относительно невелико, поэтому эти силы можно преодолеть с помощью обычного диспергирующего оборудования. С другой стороны, агрегаты более компактны, и между отдельными пигментными частицами происходит контакт «лицом к лицу», поэтому их гораздо сложнее диспергировать в первичные частицы. В процессе измельчения для диспергирования пигментов пигментные агломераты постепенно уменьшаются в размерах; идеальным вариантом является получение первичных частиц.

Процесс измельчения пигмента можно разделить на три этапа: первый этап — смачивание. При перемешивании весь воздух и влага с поверхности пигмента удаляются и замещаются раствором смолы. Диспергатор улучшает смачиваемость пигмента, превращая границу раздела твердое тело/газ в границу раздела твердое тело/жидкость и повышая эффективность измельчения; второй этап — собственно процесс измельчения пигментной дисперсии. Под действием механической энергии и силы сдвига происходит разрушение агломератов пигмента и уменьшение размера частиц до первичных. При раскрытии пигмента механической силой диспергатор быстро адсорбирует и обволакивает мелкие частицы; на заключительном, третьем этапе, дисперсия пигмента должна быть достаточно стабильной, чтобы предотвратить образование неконтролируемой флокуляции.

Использование подходящего диспергатора позволяет поддерживать оптимальное расстояние между частицами пигмента без восстановления контакта. В большинстве случаев желательно стабильное дефлокулированное состояние. В некоторых случаях дисперсия пигмента может оставаться стабильной в контролируемых условиях софлокуляции. Смачивающие добавки могут уменьшить разницу поверхностного натяжения между пигментом и раствором смолы, ускоряя смачивание агломератов пигмента смолой; диспергирующие добавки повышают стабильность дисперсии пигмента. Поэтому один и тот же продукт часто выполняет функции как смачивающих, так и диспергирующих добавок.

Дисперсия пигмента — это процесс перехода из агрегированного состояния в дисперсное. По мере уменьшения размера частиц и увеличения площади поверхности поверхностная энергия системы также возрастает.
Поскольку поверхностная энергия системы является самопроизвольно уменьшающейся величиной, чем более заметно увеличение площади поверхности, тем больше энергии требуется приложить извне в процессе измельчения и тем сильнее стабилизирующий эффект диспергатора для поддержания стабильности дисперсии системы. Как правило, неорганические пигменты имеют больший размер частиц, меньшую удельную площадь поверхности и более высокую полярность поверхности, поэтому их легче диспергировать и стабилизировать; в то время как различные органические пигменты и сажа имеют меньший размер частиц, большую удельную площадь поверхности и более низкую полярность поверхности, поэтому их сложнее диспергировать и стабилизировать.

Таким образом, диспергаторы обеспечивают в основном три аспекта эффективности: (1) улучшение смачивания пигмента и повышение эффективности измельчения; (2) снижение вязкости и улучшение совместимости с основным материалом, улучшение блеска, насыщенности и четкости изображения, а также повышение стабильности при хранении; (3) повышение интенсивности окрашивания пигмента и концентрации пигмента, а также повышение стабильности цветового окрашивания.

Компания Nanjing Reborn New Materials предоставляетДиспергирующее смачивающее средство для красок и покрытий, включая некоторые, которые соответствуют Disperbyk.

In следующая статьяВ этой статье мы рассмотрим типы диспергентов в разные периоды, а также историю их развития.