Chất phân tán là chất phụ gia bề mặt được sử dụng để ổn định các hạt rắn trong môi trường như chất kết dính, sơn, nhựa và hỗn hợp nhựa.

Trước đây, lớp phủ về cơ bản không cần chất phân tán. Các hệ thống như sơn alkyd và sơn nitro không cần chất phân tán. Chất phân tán không xuất hiện cho đến khi sơn nhựa acrylic và sơn nhựa polyester. Điều này cũng liên quan chặt chẽ đến sự phát triển của bột màu, vì việc áp dụng bột màu cao cấp không thể tách rời khỏi sự trợ giúp của chất phân tán.
Chất phân tán là chất phụ gia bề mặt được sử dụng để ổn định các hạt rắn trong môi trường như chất kết dính, sơn, nhựa và hỗn hợp nhựa. Một đầu của nó là chuỗi dung môi có thể hòa tan trong nhiều môi trường phân tán khác nhau và đầu kia là nhóm neo sắc tố có thể được hấp phụ trên bề mặt của nhiều sắc tố khác nhau và được sử dụng để chuyển đổi thành giao diện rắn/lỏng (dung dịch sắc tố/nhựa).

Dung dịch nhựa phải thấm vào khoảng không giữa các khối kết tụ sắc tố. Tất cả các sắc tố đều tồn tại dưới dạng khối kết tụ sắc tố, là “tập hợp” các hạt sắc tố, với không khí và độ ẩm chứa trong khoảng không bên trong giữa các hạt sắc tố riêng lẻ. Các hạt tiếp xúc với nhau ở các cạnh và góc, và tương tác giữa các hạt tương đối nhỏ, do đó các lực này có thể được khắc phục bằng thiết bị phân tán thông thường. Mặt khác, các khối kết tụ chặt chẽ hơn và có tiếp xúc mặt đối mặt giữa các hạt sắc tố riêng lẻ, do đó khó phân tán chúng thành các hạt sơ cấp hơn nhiều. Trong quá trình nghiền phân tán sắc tố, các khối kết tụ sắc tố dần dần trở nên nhỏ hơn; tình huống lý tưởng là thu được các hạt sơ cấp.

Quá trình nghiền bột màu có thể được chia thành ba bước sau: bước đầu tiên là làm ướt. Khi khuấy, tất cả không khí và độ ẩm trên bề mặt bột màu bị đẩy ra và thay thế bằng dung dịch nhựa. Chất phân tán cải thiện khả năng làm ướt của bột màu, biến giao diện rắn/khí thành giao diện rắn/lỏng và cải thiện hiệu quả nghiền; bước thứ hai là quá trình nghiền phân tán bột màu thực tế. Thông qua tác động năng lượng cơ học và lực cắt, các khối bột màu bị phá vỡ và kích thước hạt được giảm xuống thành các hạt sơ cấp. Khi bột màu được mở ra bằng lực cơ học, chất phân tán sẽ nhanh chóng hấp thụ và bao bọc các hạt có kích thước hạt nhỏ; ở bước thứ ba cuối cùng, quá trình phân tán bột màu phải đủ ổn định để ngăn ngừa sự hình thành bông cặn không kiểm soát.

Việc sử dụng chất phân tán thích hợp có thể giữ các hạt sắc tố ở khoảng cách phù hợp với nhau mà không cần khôi phục lại sự tiếp xúc. Trong hầu hết các ứng dụng, trạng thái tách keo tụ ổn định là điều mong muốn. Trong một số ứng dụng, sự phân tán sắc tố có thể duy trì ổn định trong điều kiện keo tụ được kiểm soát. Chất trợ làm ướt có thể làm giảm sự khác biệt về sức căng bề mặt giữa sắc tố và dung dịch nhựa, đẩy nhanh quá trình làm ướt các khối sắc tố kết tụ bởi nhựa; chất trợ phân tán tăng cường tính ổn định của sự phân tán sắc tố. Do đó, cùng một sản phẩm thường có chức năng vừa là chất trợ làm ướt vừa là chất trợ phân tán.

Phân tán sắc tố là quá trình từ trạng thái kết tụ đến trạng thái phân tán. Khi kích thước hạt giảm và diện tích bề mặt tăng, năng lượng bề mặt của hệ thống cũng tăng.
Vì năng lượng bề mặt của hệ thống là một quá trình giảm tự phát, nên diện tích bề mặt tăng càng rõ ràng thì cần phải áp dụng nhiều năng lượng hơn từ bên ngoài trong quá trình nghiền và hiệu ứng ổn định của chất phân tán càng mạnh để duy trì tính ổn định phân tán của hệ thống. Nhìn chung, các sắc tố vô cơ có kích thước hạt lớn hơn, diện tích bề mặt riêng thấp hơn và độ phân cực bề mặt cao hơn, do đó chúng dễ phân tán và ổn định hơn; trong khi các sắc tố hữu cơ và muội than khác nhau có kích thước hạt nhỏ hơn, diện tích bề mặt riêng lớn hơn và độ phân cực bề mặt thấp hơn, do đó khó phân tán và ổn định chúng hơn.

Do đó, chất phân tán chủ yếu cung cấp ba khía cạnh hiệu suất: (1) cải thiện khả năng làm ướt sắc tố và cải thiện hiệu quả nghiền; (2) giảm độ nhớt và cải thiện khả năng tương thích với vật liệu cơ bản, cải thiện độ bóng, độ đầy đặn và độ riêng biệt của hình ảnh và cải thiện độ ổn định khi lưu trữ; (3) tăng cường độ pha màu sắc tố và nồng độ sắc tố và cải thiện độ ổn định pha màu.

Nanjing Reborn New Materials cung cấpchất phân tán ướt cho sơn và chất phủ, bao gồm một số nội dung khớp với Disperbyk.

In bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu các loại chất phân tán trong các thời kỳ khác nhau với lịch sử phát triển của chất phân tán.