In huling artikulo, ipinakilala namin ang paglitaw ng mga dispersant, ilang mekanismo at tungkulin ng mga dispersant. Sa siping ito, susuriin namin ang mga uri ng dispersant sa iba't ibang panahon kasama ang kasaysayan ng pag-unlad ng mga dispersant.

Tradisyonal na low molecular weight wetting at dispersing agent
Ang pinakaunang dispersant ay ang triethanolamine salt ng fatty acid, na inilunsad sa merkado mga 100 taon na ang nakalilipas. Ang dispersant na ito ay napakaepektibo at matipid sa pangkalahatang aplikasyon ng pinturang pang-industriya. Hindi imposibleng gamitin ito, at ang paunang pagganap nito sa medium oil alkyd system ay hindi masama.

Noong dekada 1940 hanggang 1970, ang mga pigment na ginamit sa industriya ng coatings ay mga inorganic pigment at ilang organic pigment na mas madaling ikalat. Ang mga dispersant sa panahong ito ay mga sangkap na katulad ng mga surfactant, na may pigment anchoring group sa isang dulo at isang resin compatible segment sa kabilang dulo. Karamihan sa mga molekula ay mayroon lamang isang pigment anchoring point.

Mula sa isang istrukturang pananaw, maaari silang hatiin sa tatlong kategorya:

(1) mga derivatives ng fatty acid, kabilang ang mga fatty acid amide, fatty acid amide salt, at fatty acid polyethers. Halimbawa, ang mga binagong fatty acid na may mga bloke na binuo ng BYK noong 1920-1930, na inasnan ng mga long-chain amine upang makuha ang Anti-Terra U. Mayroon ding P104/104S ng BYK na may mataas na functional end group batay sa reaksyon ng pagdaragdag ng DA. Ang BESM® 9116 mula sa Shierli ay isang deflocculating dispersant at isang karaniwang dispersant sa industriya ng putty. Mayroon itong mahusay na wettability, anti-settling properties at storage stability. Maaari rin nitong mapabuti ang mga anti-corrosion properties at malawakang ginagamit sa mga anti-corrosion primer. Ang BESM® 9104/9104S ay isa ring tipikal na kontroladong flocculation dispersant na may maraming anchoring group. Maaari itong bumuo ng isang network structure kapag dispersed, na lubhang nakakatulong sa pagkontrol sa pigment sedimentation at floating color. Dahil ang mga hilaw na materyales na nagpapakalat ng fatty acid derivative ay hindi na umaasa sa mga hilaw na materyales na petrokemikal, ang mga ito ay maaaring mabago.

(2) Mga organikong phosphoric acid ester polymer. Ang ganitong uri ng dispersant ay may pangkalahatang kakayahang mag-angkla para sa mga inorganic pigment. Halimbawa, ang BYK 110/180/111 at BESM® 9110/9108/9101 mula sa Shierli ay mahusay na mga dispersant para sa pagpapakalat ng titanium dioxide at mga inorganic pigment, na may natatanging pagbabawas ng lagkit, pag-unlad ng kulay at pagganap sa pag-iimbak. Bukod pa rito, ang BYK 103 at BESM® 9103 mula sa Shierli ay parehong nagpapakita ng mahusay na mga bentahe sa pagbabawas ng lagkit at katatagan ng pag-iimbak kapag nagpapakalat ng mga matte slurry.

(3) Mga non-ionic aliphatic polyether at alkylphenol polyoxyethylene ether. Ang molekular na bigat ng ganitong uri ng dispersant ay karaniwang mas mababa sa 2000 g/mol, at mas nakatuon ito sa pagpapakalat ng mga inorganic pigment at filler. Makakatulong ang mga ito sa pagbasa ng mga pigment habang naggigiling, epektibong sumisipsip sa ibabaw ng mga inorganic pigment at pinipigilan ang stratification at precipitation ng mga pigment, at maaaring kontrolin ang flocculation at maiwasan ang mga lumulutang na kulay. Gayunpaman, dahil sa maliit na molekular na bigat, hindi nila kayang magbigay ng epektibong steric hindrance, ni hindi nila mapapabuti ang kinang at kakaibang katangian ng paint film. Ang mga ionic anchoring group ay hindi maaaring masipsip sa ibabaw ng mga organikong pigment.

Mga dispersant na may mataas na timbang na molekular
Noong 1970, nagsimulang gamitin nang maramihan ang mga organikong pigment. Ang mga phthalocyanine pigment ng ICI, quinacridone pigment ng DuPont, azo condensation pigment ng CIBA, benzimidazolone pigment ng Clariant, atbp. ay pawang industriyalisado at pumasok sa merkado noong dekada 1970. Ang mga orihinal na low molecular weight wetting at dispersing agents ay hindi na kayang patatagin ang mga pigment na ito, at nagsimulang mabuo ang mga bagong high molecular weight dispersant.

Ang ganitong uri ng dispersant ay may molekular na bigat na 5000-25000 g/mol, na may malaking bilang ng mga pigment anchoring group sa molekula. Ang polymer main chain ay nagbibigay ng malawak na compatibility, at ang solvated side chain ay nagbibigay ng steric hindrance, kaya ang mga pigment particle ay ganap na nasa deflocculate at stable na estado. Ang mga high molecular weight dispersant ay maaaring magpatatag ng iba't ibang pigment at ganap na lutasin ang mga problema tulad ng floating color at floating, lalo na para sa mga organic pigment at carbon black na may maliit na laki ng particle at madaling flocculation. Ang mga high molecular weight dispersant ay pawang mga deflocculating dispersant na may maraming pigment anchoring group sa molecular chain, na maaaring lubos na mabawasan ang lagkit ng color paste, mapabuti ang lakas ng pigment tinting, paint gloss at vividness, at mapabuti ang transparency ng mga transparent na pigment. Sa mga water-based system, ang mga high molecular weight dispersant ay may mahusay na water resistance at saponification resistance. Siyempre, ang mga high molecular weight dispersant ay maaari ring magkaroon ng ilang side effect, na pangunahing nagmumula sa amine value ng dispersant. Ang mataas na amine value ay hahantong sa pagtaas ng lagkit ng epoxy system habang iniimbak; pinababang panahon ng pag-activate ng mga two-component polyurethane (gamit ang aromatic isocyanates); pinababang reaktibiti ng mga acid-curing system; at huminang catalytic effect ng mga cobalt catalyst sa mga air-drying alkyd.

Mula sa perspektibo ng istrukturang kemikal, ang ganitong uri ng dispersant ay pangunahing nahahati sa tatlong kategorya:

(1) Mga high molecular weight polyurethane dispersant, na mga tipikal na polyurethane dispersant. Halimbawa, ang BYK 160/161/163/164, BESM® 9160/9161/9163/9164, EFKA 4060/4061/4063, at ang pinakabagong henerasyon ng polyurethane dispersant na BYK 2155 at BESM® 9248. Ang ganitong uri ng dispersant ay lumitaw nang medyo maaga at may malawak na madla. Mayroon itong mahusay na mga katangian ng pagbabawas ng lagkit at pag-unlad ng kulay para sa mga organikong pigment at carbon black, at dating naging karaniwang dispersant para sa mga organikong pigment. Ang pinakabagong henerasyon ng mga polyurethane dispersant ay makabuluhang nagpabuti sa parehong mga katangian ng pagbabawas ng lagkit at pag-unlad ng kulay. Ang BYK 170 at BESM® 9107 ay mas angkop para sa mga acid-catalyzed system. Ang dispersant ay walang amine value, na nagbabawas sa panganib ng agglomeration habang iniimbak ang pintura at hindi nakakaapekto sa pagpapatuyo ng pintura.

(2) Mga polyacrylate dispersant. Ang mga dispersant na ito, tulad ng BYK 190 at BESM® 9003, ay naging mga pangkalahatang pamantayang dispersant para sa mga water-based coatings.

(3) Mga hyperbranched polymer dispersant. Ang pinakamalawak na ginagamit na hyperbranched dispersant ay ang Lubrizol 24000 at BESM® 9240, na mga amide + imide na batay sa mga long-chain polyester. Ang dalawang produktong ito ay mga patentadong produkto na pangunahing umaasa sa polyester backbone upang patatagin ang mga pigment. Ang kanilang kakayahang hawakan ang carbon black ay mahusay pa rin. Gayunpaman, ang polyester ay magkikristal sa mababang temperatura at mamuo rin sa tapos na pintura. Ang problemang ito ay nangangahulugan na ang 24000 ay maaari lamang gamitin sa mga tinta. Tutal, maaari itong magpakita ng napakahusay na pag-unlad ng kulay at katatagan kapag ginamit upang ikalat ang carbon black sa industriya ng tinta. Upang mapabuti ang pagganap ng crystallization, ang Lubrizol 32500 at BESM® 9245 ay lumitaw nang sunud-sunod. Kung ikukumpara sa unang dalawang kategorya, ang mga hyperbranched polymer dispersant ay may spherical molecular structure at mataas na concentrated pigment affinity groups, kadalasan ay may natatanging pag-unlad ng kulay at mas malakas na pagganap sa pagbabawas ng lagkit. Ang pagiging tugma ng mga polyurethane dispersant ay maaaring isaayos sa malawak na hanay, pangunahing sumasaklaw sa lahat ng alkyd resin mula sa long oil hanggang short oil, lahat ng saturated polyester resins, at hydroxyl acrylic resins, at kayang patatagin ang karamihan sa mga carbon black at organic pigment ng iba't ibang istruktura. Dahil mayroon pa ring malaking bilang ng iba't ibang grado sa pagitan ng 6000-15000 molecular weights, kailangang suriin ng mga customer ang pagiging tugma at dami ng idinagdag.

Mga kontroladong dispersant ng free radical polymerization
Pagkatapos ng 1990, ang demand sa merkado para sa pigment dispersion ay lalong bumuti at nagkaroon ng mga tagumpay sa teknolohiya ng polymer synthesis, at ang pinakabagong henerasyon ng mga controlled free radical polymerization dispersant ay nabuo.

Ang Controllable free radical polymerization (CFRP) ay may tiyak na dinisenyong istraktura, na may anchoring group sa isang dulo ng polymer at isang solvated segment sa kabilang dulo. Gumagamit ang CFRP ng parehong monomer gaya ng conventional polymerization, ngunit dahil ang mga monomer ay mas regular na nakaayos sa mga molecular segment at mas pare-pareho ang distribusyon ng molecular weight, ang performance ng synthesized polymer dispersant ay may qualitative leap. Ang mahusay na anchoring group na ito ay lubos na nagpapabuti sa anti-flocculation ability ng dispersant at sa color development ng pigment. Ang tumpak na solvated segment ay nagbibigay sa dispersant ng mas mababang color paste grinding viscosity at mataas na pigment addition, at ang dispersant ay may malawak na compatibility sa iba't ibang resin base materials.

Ang pag-unlad ng mga modernong coating dispersant ay may kasaysayan na wala pang 100 taon. Maraming uri ng dispersant para sa iba't ibang pigment at sistema sa merkado. Ang pangunahing pinagmumulan ng mga hilaw na materyales ng dispersant ay mga petrochemical raw materials pa rin. Ang pagtaas ng proporsyon ng mga renewable raw materials sa mga dispersant ay isang napaka-promising na direksyon ng pag-unlad. Mula sa proseso ng pag-unlad ng mga dispersant, ang mga dispersant ay nagiging mas mahusay. Ito man ay ang kakayahan sa pagbabawas ng lagkit o pag-unlad ng kulay at iba pang mga kakayahan na sabay na bumubuti, ang prosesong ito ay magpapatuloy sa hinaharap.

Nagbibigay ang Nanjing Reborn New Materialsahente ng dispersant na pangbasa para sa mga pintura at patong, kabilang ang ilan na tumutugma sa Disperbyk.