Moderní dispergační prostředky pro vodou ředitelné barvy a laky

Jejich množství v celém složení je velmi malé a přesto rozhodující (obvykle nepřesahuje 1 %složení barvy). Dispergační činidla zajišťují konzistenci barvy a dodávají jí požadované vlastnosti, jako je síla barvy nebo vhodná pigmentace a kompatibilita hotového výrobku.

Příprava vodného pigmentového koncentrátu

Příprava vodné pigmentové suspenze je vícestupňový a poměrně komplikovaný proces. První fází je proces smáčení. Spočívá ve vytěsnění vzduchu obsaženého v molekulách pigmentů vodou. Ve druhém stupni se velké pigmentové aglomeráty vlivem vysokých smykových sil rozkládají na menší částice. Poslední fází je stabilizace malých, dispergovaných částic, aby se zabránilo opětovné aglomeraci v důsledku flokulačního procesu. Všechny fáze přípravy vodného pigmentového koncentrátu probíhají ve speciálně navržených zařízeních zvaných dissolvery, které jsou díky plynulé regulaci otáček a použití odvzdušňovacího systému perfektní pro výrobu všech typů barev a laků. Aby se zajistil vhodný stupeň disperze pigmentu ve vodném koncentrátu, používají se zejména v prvním a třetím stupni způsobu dispergační prostředky.

Typy a role dispergačních činidel ve vodné pigmentové suspenzi

Dispergační prostředky jsou extrémně důležité během procesu smáčení. Umožňují snížení povrchového napětí vody a tím usnadňují její pronikání do prostorů mezi částicemi pigmentu. Během stabilizačního kroku se zase dispergátory usazují na povrchu pigmentu a zajišťují tak požadovanou trvanlivost celého systému. Dispergační činidla první generace zahrnují standardní aniontové, kationtové nebo neiontové povrchově aktivní látky vyznačující se relativně nízkou molární hmotností. V této skupině jsou také amonné nebo sodné soli kyseliny polyakrylové. Příkladem takového dispergačního činidla je Tensol DDM , který se používá při výrobě vodou ředitelných barev. Sodné soli kyseliny polyakrylové se široce používají jako dispergační činidla titanové běloby a minerálních plniv. Kromě toho je Tensol DDM kompatibilní s komerčně dostupnými akrylovými, styren-akrylovými a vinylacetátovými homo a kopolymery. Sodné soli kyseliny polyakrylové poskytují účinné smáčení pigmentu a zároveň jsou relativně jednoduchými a levnými dispergačními činidly. Tyto sloučeniny mají samozřejmě také omezení, pokud jde o jejich použití. Sodné soli kyseliny polyakrylové jsou vzhledem ke své nízké molekulové hmotnosti náchylné k oddělení od povrchu pigmentu. To má negativní vliv na stabilizaci systému. Navíc se mohou vyznačovat vysokou pěnivostí, což je nežádoucí efekt vedoucí k defektům v nanášených nátěrech. Za účelem eliminace výše uvedených negativních vlastností byly vyvinuty disperzanty novější generace. Patří mezi ně povrchově aktivní látky se složitou polymerní strukturou – například vhodně modifikované kopolymery akrylátu, styrenu, etylenu, propylenu a mnoho dalších. ROKAmer 1010/50 je příkladem ve vodě rozpustného dispergačního prostředku s takovou chemickou strukturou. Je to vysokomolekulární polymer se specifickou bifunkční strukturou, což znamená, že má dvě hydrofilní skupiny. ROKAmer 1010/50 navíc nemá ve vodě bod zákalu, takže vytváří čirá řešení i při vysokých teplotách. Díky své kopolymerní struktuře má také vlastnosti proti pěnění, což je mimořádně žádoucí vlastnost při vytváření emulzí pro použití v průmyslu barev a laků. EXOdis PC30 je zase polymerní iontové dispergační činidlo používané ve formulacích rozpustných ve vodě. Tento produkt poskytuje vynikající konečnou stabilizaci i při velmi nízkých koncentracích. EXOdis PC30 zajišťuje efektivní zavedení pigmentu do systému výrazným snížením viskozity vodných suspenzí titanové běloby a minerálních plniv. Další skupinou polymerů s vynikajícími dispergačními vlastnostmi jsou sloučeniny sodných solí kyseliny naftalensulfonové s formaldehydem. Příkladem takových produktů je řada Rodys ( L a LP ) . Tyto produkty umožňují získat časově stabilní vodné disperze s požadovanými fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Vyznačují se nízkou koncentrací volného formaldehydu a naftalenu a umožňují získat velmi nízké koncentrace koagulantů dispergovaných částic.

Výhody použití disperzantů a jejich široké možnosti použití

Taková obrovská rozmanitost polymerních sloučenin činí potenciál navrhování jejich struktur prakticky neomezený. To se samozřejmě promítá i do možnosti vybrat si správný polymer v závislosti na konkrétní aplikaci. Volba správného dispergačního činidla zaručuje nejen samotnou stabilitu výsledného barvivového produktu, ale i řadu dalších vlastností. Dispergační prostředky zlepšují klíčové vlastnosti barev a laků, jako je krycí schopnost, průhlednost, lesk, barevná síla a dokonce i odolnost proti oděru. PCC Exol SA jako první v Polsku zahájila výzkum vývoje povrchově aktivních látek se speciální polymerní strukturou, které lze použít jako specializovaná dispergační a smáčecí činidla s širokým spektrem aplikací v průmyslu. Po příslušných úpravách lze nově vzniklé dispergátory použít např. jako deemulgátory při zpracování ropy, dispergátory účinných látek v agrochemickém průmyslu a všude tam, kde je třeba splnit přísná omezení stability a aplikačních vlastností kompozice.